Guide rapide

Les instruments, qui sont utilisés pour mesurer n'importe quelle quantité sont appelés instruments de mesure. Ce tutoriel couvre principalement leselectronic instruments, qui sont utiles pour mesurer des grandeurs électriques ou des paramètres.

Voici les instruments électroniques les plus couramment utilisés.

  • Voltmeter
  • Ammeter
  • Ohmmeter
  • Multimeter

Maintenant, parlons brièvement de ces instruments.

Voltmètre

Comme le nom le suggère, voltmeterest un instrument de mesure qui mesure la tension entre deux points quelconques d'un circuit électrique. Il existe deux types de voltmètres: le voltmètre CC et le voltmètre CA.

Le voltmètre CC mesure la tension CC entre deux points quelconques d'un circuit électrique, tandis que le voltmètre CA mesure la tension CA entre deux points quelconques d'un circuit électrique. Un exemple depractical DC voltmeter est illustré dans la figure ci-dessous.

Le voltmètre CC illustré dans la figure ci-dessus est un $(0-100)V$ DC voltmeter. Par conséquent, il peut être utilisé pour mesurer les tensions continues de zéro volt à 10 volts.

Ampèremètre

Comme le nom le suggère, ammeterest un instrument de mesure qui mesure le courant traversant deux points quelconques d'un circuit électrique. Il existe deux types d'ampèremètres: l'ampèremètre CC et l'ampèremètre CA.

L'ampèremètre CC mesure le courant CC qui traverse deux points quelconques d'un circuit électrique. Alors que l'ampèremètre AC mesure le courant alternatif qui traverse deux points quelconques d'un circuit électrique. Un exemple depractical AC ammeter est montré dans la figure ci-dessous -

L'ampèremètre CA montré dans la figure ci-dessus est un $(0-100)A \:$ AC ammeter. Par conséquent, il peut être utilisé pour mesurer les courants alternatifs de zéro ampère à 100 ampères.

Ohmmètre

Ohmmeterest utilisé pour mesurer la valeur de la résistance entre deux points quelconques d'un circuit électrique. Il peut également être utilisé pour trouver la valeur d'une résistance inconnue. Il existe deux types d'ohmmètres: l'ohmmètre série et l'ohmmètre shunt.

Dans l'ohmmètre de type série, la résistance dont la valeur est inconnue et à mesurer doit être connectée en série avec l'ohmmètre. Il est utile pour mesurerhigh values of resistances.

Dans l'ohmmètre de type shunt, la résistance dont la valeur est inconnue et à mesurer doit être connectée en parallèle (shunt) avec l'ohmmètre. Il est utile pour mesurerlow values of resistances.

Un exemple de practical shunt ohmmeterest montré dans la figure ci-dessus. L'ohmmètre illustré dans la figure ci-dessus est un$(0-100)\Omega$ shunt ohmmeter. Par conséquent, il peut être utilisé pour mesurer les valeurs de résistance de zéro ohms à 100 ohms.

Multimètre

Multimeterest un instrument électronique utilisé pour mesurer les quantités telles que la tension, le courant et la résistance une à la fois. Il peut être utilisé pour mesurer les tensions CC et CA, les courants CC et CA et les résistances de plusieurs plages. Un multimètre pratique est illustré dans la figure suivante -

Comme le montre la figure, ce multimètre peut être utilisé pour mesurer diverses résistances élevées, faibles résistances, tensions CC, tensions CA, courants CC et courants CA. Différentes échelles et plages de valeurs pour chacune de ces quantités sont indiquées dans la figure ci-dessus.

Les instruments que nous avons examinés dans ce chapitre sont de indicating type instruments, comme les pointeurs de ces instruments dévient et pointent vers une valeur particulière. Nous discuterons de ces instruments de mesure électroniques en détail dans les chapitres suivants.

Les caractéristiques des instruments de mesure qui sont utiles pour connaître les performances de l'instrument et aider à mesurer toute quantité ou paramètre, sont appelées Performance Characteristics.

Types de caractéristiques de performance

Les caractéristiques de performance des instruments peuvent être classées comme suit two types.

  • Caractéristiques statiques
  • Caractéristiques dynamiques

Maintenant, laissez-nous discuter de ces deux types de caractéristiques un par un.

Caractéristiques statiques

Les caractéristiques des instruments de mesure de grandeurs ou de paramètres do not varypar rapport au temps sont appelées caractéristiques statiques. Parfois, ces quantités ou paramètres peuvent varier lentement en fonction du temps. Voici la liste desstatic characteristics.

  • Accuracy
  • Precision
  • Sensitivity
  • Resolution
  • Erreur statique

Maintenant, laissez-nous discuter de ces caractéristiques statiques une par une.

Précision

La différence algébrique entre la valeur indiquée d'un instrument, $ A_ {i} $ et la valeur vraie, $ A_ {t} $ est connue sous le nom de accuracy. Mathématiquement, il peut être représenté par -

$$ Précision = A_ {i} - A_ {t} $$

Le terme, précision signifie à quel point la valeur indiquée d'un instrument, $ A_ {i} $ est plus proche de la valeur vraie, $ A_ {t} $.

Erreur statique

La différence entre la valeur vraie, $ A_ {t} $ de la quantité qui ne varie pas en fonction du temps et la valeur indiquée d'un instrument, $ A_ {i} $ est appelée static error, $ e_ {s} $. Mathématiquement, il peut être représenté par -

$$ e_ {s} = A_ {t} - A_ {i} $$

Le terme erreur statique signifie l'inexactitude de l'instrument. Si l'erreur statique est représentée en termes de pourcentage, elle est appeléepercentage of static error. Mathématiquement, il peut être représenté par -

$$ \% e_ {s} = \ frac {e_ {s}} {A_ {t}} \ fois 100 $$

Remplacez, la valeur de $ e_ {s} $ dans le côté droit de l'équation ci-dessus -

$$ \% e_ {s} = \ frac {A_ {t} - A_ {i}} {A_ {t}} \ fois 100 $$

Où,

$ \% e_ {s} $ est le pourcentage d'erreur statique.

Précision

Si un instrument indique la même valeur à plusieurs reprises lorsqu'il est utilisé pour mesurer la même quantité dans les mêmes circonstances pour un certain nombre de fois, alors nous pouvons dire que l'instrument a une valeur élevée precision.

Sensibilité

Le rapport de changement de sortie, $ \ Delta A_ {out} $ d'un instrument pour un changement donné de l'entrée, $ \ Delta A_ {in} $ qui doit être mesuré est appelé sensitivity, S. Mathématiquement, il peut être représenté par -

$$ S = \ frac {\ Delta A_ {out}} {\ Delta A_ {in}} $$

Le terme sensibilité signifie le plus petit changement dans l'entrée mesurable qui est nécessaire pour qu'un instrument réponde.

  • Si la courbe d'étalonnage est linear, alors la sensibilité de l'instrument sera une constante et elle est égale à la pente de la courbe d'étalonnage.

  • Si la courbe d'étalonnage est non-linear, alors la sensibilité de l'instrument ne sera pas une constante et elle variera en fonction de l'entrée.

Résolution

Si la sortie d'un instrument change uniquement lorsqu'il y a un incrément spécifique de l'entrée, alors cet incrément de l'entrée est appelé Resolution. Cela signifie que l'instrument est capable de mesurer efficacement l'entrée, lorsqu'il y a une résolution de l'entrée.

Caractéristiques dynamiques

Les caractéristiques des instruments, qui servent à mesurer les grandeurs ou paramètres qui varient très rapidement dans le temps, sont appelées caractéristiques dynamiques. Voici la liste desdynamic characteristics.

  • Rapidité de réponse
  • Erreur dynamique
  • Fidelity
  • Lag

Maintenant, laissez-nous discuter de ces caractéristiques dynamiques une par une.

Rapidité de réponse

La vitesse à laquelle l'instrument répond chaque fois qu'il y a un changement dans la quantité à mesurer est appelée speed of response. Il indique la vitesse de l'instrument.

Décalage

La quantité de retard présente dans la réponse d'un instrument chaque fois qu'il y a un changement dans la quantité à mesurer est appelée retard de mesure. Il est aussi simplement appelélag.

Erreur dynamique

La différence entre la valeur vraie, $ A_ {t} $ de la quantité qui varie en fonction du temps et la valeur indiquée d'un instrument, $ A_ {i} $ est appelée erreur dynamique, $ e_ {d} $.

fidélité

Le degré auquel un instrument indique des changements dans la quantité mesurée sans aucune erreur dynamique est appelé Fidelity

Les erreurs qui se produisent pendant la mesure sont appelées measurement errors. Dans ce chapitre, parlons des types d'erreurs de mesure.

Types d'erreurs de mesure

Nous pouvons classer les erreurs de mesure dans les trois types suivants.

  • Erreurs grossières
  • Erreurs aléatoires
  • Erreurs systématiques

Maintenant, laissez-nous discuter de ces trois types d'erreurs de mesure un par un.

Erreurs grossières

Les erreurs, qui se produisent en raison du manque d'expérience de l'observateur lors de la prise des valeurs de mesure, sont appelées gross errors. Les valeurs des erreurs grossières varieront d'un observateur à l'autre. Parfois, les erreurs grossières peuvent également survenir en raison d'une mauvaise sélection de l'instrument. Nous pouvons minimiser les erreurs grossières en suivant ces deux étapes.

  • Choisissez l'instrument le mieux adapté en fonction de la plage de valeurs à mesurer.
  • Notez attentivement les lectures

Erreurs systématiques

Si l'instrument produit une erreur, qui est d'un écart uniforme constant pendant son fonctionnement, on parle de systematic error. Les erreurs systématiques se produisent en raison des caractéristiques des matériaux utilisés dans l'instrument.

Types of Systematic Errors

Les erreurs systématiques peuvent être classées comme suit three types.

  • Instrumental Errors - Ce type d'erreurs se produit en raison de défauts des instruments et d'effets de chargement.

  • Environmental Errors - Ce type d'erreurs se produit en raison des changements d'environnement tels que les changements de température, de pression, etc.

  • observational Errors - Ce type d'erreurs se produit en raison de l'observateur lors de la prise des lectures du compteur. Parallax errors appartiennent à ce type d'erreurs.

Erreurs aléatoires

Les erreurs qui se produisent en raison de sources inconnues pendant le temps de mesure sont appelées random errors. Par conséquent, il n'est pas possible d'éliminer ou de minimiser ces erreurs. Mais, si nous voulons obtenir les valeurs de mesure les plus précises sans aucune erreur aléatoire, cela est possible en suivant ces deux étapes.

  • Step1 - Prenez plus de nombre de lectures par différents observateurs.

  • Step2 - Faites une analyse statistique sur les lectures obtenues à l'étape 1.

Voici les paramètres utilisés dans l'analyse statistique.

  • Mean
  • Median
  • Variance
  • Deviation
  • Écart-type

Maintenant, laissez-nous discuter de ces statistical parameters.

Signifier

Soit $ x_ {1}, x_ {2}, x_ {3}, ...., x_ {N} $ les lectures $ N $ d'une mesure particulière. La moyenne ouaverage value de ces lectures peuvent être calculées en utilisant la formule suivante.

$$ m = \ frac {x_ {1} + x_ {2} + x_ {3} + .... + x_ {N}} {N} $$

Où, $ m $ est la valeur moyenne ou moyenne.

Si le nombre de lectures d'une mesure particulière est supérieur, la valeur moyenne ou moyenne sera approximativement égale à true value

Médian

Si le nombre de lectures d'une mesure particulière est supérieur, il est alors difficile de calculer la valeur moyenne ou moyenne. Ici, calculez lemedian value et il sera approximativement égal à la valeur moyenne.

Pour calculer la valeur médiane, nous devons d'abord organiser les lectures d'une mesure particulière dans un ascending order. Nous pouvons calculer la valeur médiane en utilisant la formule suivante, lorsque le nombre de lectures est unodd number.

$$ M = x _ {\ gauche (\ frac {N + 1} {2} \ droite)} $$

Nous pouvons calculer la valeur médiane en utilisant la formule suivante, lorsque le nombre de lectures est un even number.

$$ M = \ frac {x _ {\ left (N / 2 \ right)} + x_ \ left (\ left [N / 2 \ right] +1 \ right)} {2} $$

Écart par rapport à la moyenne

La différence entre la lecture d'une mesure particulière et la valeur moyenne est appelée écart par rapport à la moyenne . En bref, cela s'appelle la déviation . Mathématiquement, il peut être représenté comme

$$ d_ {i} = x_ {i} -m $$

Où,

$ d_ {i} $ est l'écart de $ i ^ {th} $ lecture de la moyenne.

$ x_ {i} $ est la valeur de $ i ^ {th} $ lecture.

$ m $ est la valeur moyenne ou moyenne.

Écart-type

La racine carrée moyenne de l'écart est appelée standard deviation. Mathématiquement, il peut être représenté comme

$$ \ sigma = \ sqrt {\ frac {{d_ {1}} ^ {2} + {d_ {2}} ^ {2} + {d_ {3}} ^ {2} + .... + { d_ {N}} ^ {2}} {N}} $$

La formule ci-dessus est valide si le nombre de lectures, N est supérieur ou égal à 20. Nous pouvons utiliser la formule suivante pour l'écart type, lorsque le nombre de lectures, N est inférieur à 20.

$$ \ sigma = \ sqrt {\ frac {{d_ {1}} ^ {2} + {d_ {2}} ^ {2} + {d_ {3}} ^ {2} + .... + { d_ {N}} ^ {2}} {N-1}} $$

Où,

$ \ sigma $ est l'écart type

$ d_ {1}, d_ {2}, d_ {3},…, d_ {N} $ sont respectivement les écarts des premier, deuxième, troisième,…, $ N ^ {th} $ par rapport à la moyenne.

Note - Si la valeur de l'écart type est petite, alors il y aura plus de précision dans la lecture des valeurs de mesure.

Variance

Le carré de l'écart type est appelé variance. Mathématiquement, il peut être représenté comme

$$ V = \ sigma ^ {2} $$

Où,

$ V $ est la variance

$ \ sigma $ est l'écart type

Le carré moyen de l'écart est également appelé variance. Mathématiquement, il peut être représenté comme

$$ V = \ frac {{d_ {1}} ^ {2} + {d_ {2}} ^ {2} + {d_ {3}} ^ {2} + .... + {d_ {N} } ^ {2}} {N} $$

La formule ci-dessus est valide si le nombre de lectures, N est supérieur ou égal à 20. Nous pouvons utiliser la formule suivante pour la variance lorsque le nombre de lectures, N est inférieur à 20.

$$ V = \ frac {{d_ {1}} ^ {2} + {d_ {2}} ^ {2} + {d_ {3}} ^ {2} + .... + {d_ {N} } ^ {2}} {N-1} $$

Où,

$ V $ est la variance

$ d_ {1}, d_ {2}, d_ {3},…, d_ {N} $ sont respectivement les écarts des premier, deuxième, troisième,…, $ N ^ {th} $ par rapport à la moyenne.

Ainsi, à l'aide de paramètres statistiques, nous pouvons analyser les lectures d'une mesure particulière. De cette façon, nous obtiendrons des valeurs de mesure plus précises.

Les instruments utilisés pour mesurer n'importe quelle quantité sont appelés measuring instruments. Si les instruments peuvent mesurer les grandeurs électriques de base, telles que la tension et le courant sont appeléesbasic measuring instruments.

Types d'instruments de mesure de base

Nous pouvons classer les instruments de mesure de base dans les deux types suivants.

  • Voltmeters
  • Ammeters

Parlons brièvement de ces deux instruments de mesure de base.

Voltmètres

Comme le nom le suggère, voltmeterest un instrument de mesure qui mesure la tension entre deux points quelconques d'un circuit électrique. Les unités de tension sont le volt et l'instrument de mesure est le mètre. Par conséquent, le mot «voltmètre» est obtenu en combinant les deux mots“volt” et “meter”.

Nous pouvons classer les voltmètres comme suit two types en fonction du type de tension qu'il peut mesurer.

  • Voltmètres DC
  • Voltmètres AC

Voltmètre DC

Comme son nom l'indique, le voltmètre CC mesure le DC voltageà travers deux points quelconques d'un circuit électrique. Un voltmètre CC pratique est illustré dans la figure ci-dessous.

Le voltmètre CC illustré sur la figure est un $(0-10)V$ DC voltmeter. Par conséquent, il peut être utilisé pour mesurer les tensions CC de zéro volt à 10 volts

Voltmètre AC

Comme son nom l'indique, le voltmètre AC mesure le AC voltageà travers deux points quelconques d'un circuit électrique. Un voltmètre AC pratique est illustré dans la figure ci-dessous.

Le voltmètre CA illustré dans la figure ci-dessus est un $(0-250)V$ AC voltmeter. Par conséquent, il peut être utilisé pour mesurer les tensions CA de zéro volt à 250 volts

Ampèremètres

Comme le nom le suggère, ammeterest un instrument de mesure qui mesure le courant traversant deux points quelconques d'un circuit électrique. L'unité de courant est l'ampère et l'instrument de mesure est le mètre. Le mot «ampèremètre» est obtenu en combinant“am” d'ampère avec “meter”.

Nous pouvons classer les ampèremètres dans ce qui suit two types en fonction du type de courant qu'il peut mesurer.

  • Ampèremètres DC
  • Ampèremètres AC

Ampèremètre DC

Comme son nom l'indique, l'ampèremètre DC mesure le DC currentqui traverse deux points quelconques d'un circuit électrique. Un ampèremètre DC pratique est illustré sur la figure.

L'ampèremètre CC illustré dans la figure ci-dessus est un $(0-50)A$ DC ammeter. Par conséquent, il peut être utilisé pour mesurer les courants CC de zéro ampère à 50 ampères

Ampèremètre AC

Comme son nom l'indique, l'ampèremètre AC mesure le AC currentqui traverse deux points quelconques d'un circuit électrique. Un ampèremètre AC pratique est illustré dans la figure ci-dessous.

L'ampèremètre CA montré dans la figure ci-dessus est un $(0-100)A$ AC ammeter. Par conséquent, il peut être utilisé pour mesurer les courants alternatifs de zéro ampère à 100 ampères.

Nous discuterons en détail de divers voltmètres et ampèremètres dans les quelques chapitres suivants

Le voltmètre CC est un instrument de mesure utilisé pour mesurer la tension CC entre deux points quelconques du circuit électrique. Si nous plaçons une résistance en série avec le galvanomètre à bobine mobile à aimant permanent (PMMC), alors la combinaison entière agit ensemble commeDC voltmeter.

La résistance série, qui est utilisée dans le voltmètre CC, est également appelée résistance multiplicateur série ou simplement multiplicateur. Il limite essentiellement la quantité de courant qui traverse le galvanomètre afin d'empêcher le courant du compteur de dépasser la valeur de déviation à pleine échelle. lecircuit diagram du voltmètre CC est illustré dans la figure ci-dessous.

Nous devons placer ce voltmètre CC entre les deux points d'un circuit électrique, où la tension CC doit être mesurée.

Appliquer KVL autour de la boucle du circuit ci-dessus.

$ V-I_ {m} R_ {se} -I_ {m} R_ {m} = 0 $ (équation 1)

$$ \ Rightarrow V-I_ {m} R_ {m} = I_ {m} R_ {se} $$

$$ \ Rightarrow R_ {se} = \ frac {V-I_ {m} R_ {m}} {I_ {m}} $$

$ \ Rightarrow R_ {se} = \ frac {V} {I_ {m}} - R_ {m} $ (équation 2)

Où,

$ R_ {se} $ est la résistance du multiplicateur de série

$ V $ est la tension continue de la gamme complète qui doit être mesurée

$ I_ {m} $ est le courant de déviation pleine échelle

$ R_ {m} $ est la résistance interne du galvanomètre

Le rapport entre la tension continue de la gamme complète à mesurer, $ V $ et la chute de tension continue à travers le galvanomètre, $ V_ {m} $ est appelé multiplying factor, m. Mathématiquement, il peut être représenté comme

$ m = \ frac {V} {V_ {m}} $ (équation 3)

À partir de l'équation 1, nous obtiendrons l'équation suivante pour full range DC voltage qui doit être mesuré, $ V $.

$ V = I_ {m} R_ {se} + I_ {m} R_ {m} $ (équation 4)

le DC voltage dropà travers le galvanomètre, $ V_ {m} $ est le produit du courant de déviation à pleine échelle, $ I_ {m} $ et de la résistance interne du galvanomètre, $ R_ {m} $. Mathématiquement, il peut être écrit comme

$ V_ {m} = I_ {m} R_ {m} $ (équation 5)

Substitute, Équation 4 et équation 5 de l'équation 3.

$$ m = \ frac {I_ {m} R_ {se} + I_ {m} R_ {m}} {I_ {m} R_ {m}} $$

$ \ Rightarrow m = \ frac {R_ {se}} {R_ {m}} + 1 $

$ \ Rightarrow m-1 = \ frac {R_ {se}} {R_ {m}} $

$ R_ {se} = R_ {m} \ left (m-1 \ right) $ (Équation 6)

Nous pouvons trouver le value of series multiplier resistance en utilisant l'équation 2 ou l'équation 6 en fonction des données disponibles.

Voltmètre CC multi-gammes

Dans la section précédente, nous avions discuté du voltmètre CC, qui est obtenu en plaçant une résistance multiplicatrice en série avec le galvanomètre PMMC. Ce voltmètre CC peut être utilisé pour mesurer unparticular range des tensions continues.

Si nous voulons utiliser le voltmètre DC pour mesurer les tensions DC de multiple ranges, nous devons alors utiliser plusieurs résistances multiplicateurs parallèles au lieu d'une seule résistance multiplicatrice et toute cette combinaison de résistances est en série avec le galvanomètre PMMC. lecircuit diagram du voltmètre CC multi-gammes est illustré dans la figure ci-dessous.

Nous devons placer ceci multi range DC voltmeterentre les deux points d'un circuit électrique, où la tension continue de la plage requise doit être mesurée. Nous pouvons choisir la plage de tension souhaitée en connectant l'interrupteur s à la résistance multiplicatrice respective.

Soit, $ m_ {1}, m_ {2}, m_ {2} $ et $ m_ {4} $ sont les multiplying factorsdu voltmètre CC lorsque nous considérons la gamme complète des tensions CC à mesurer comme, respectivement, $ V_ {1}, V_ {2}, V_ {3} $ et $ V_ {4} $. Voici les formules correspondant à chaque facteur multiplicateur.

$$ m_ {1} = \ frac {V_ {1}} {V_ {m}} $$

$$ m_ {2} = \ frac {V_ {2}} {V_ {m}} $$

$$ m_ {3} = \ frac {V_ {3}} {V_ {m}} $$

$$ m_ {4} = \ frac {V_ {4}} {V_ {m}} $$

Dans le circuit ci-dessus, il y a quatre series multiplier resistors, $ R_ {se1}, R_ {se2}, R_ {se3} $ et $ R_ {se4} $. Voici les formules correspondant à ces quatre résistances.

$$ R_ {se1} = R_ {m} \ gauche (m_ {1} -1 \ droite) $$

$$ R_ {se2} = R_ {m} \ gauche (m_ {2} -1 \ droite) $$

$$ R_ {se3} = R_ {m} \ gauche (m_ {3} -1 \ droite) $$

$$ R_ {se4} = R_ {m} \ gauche (m_ {4} -1 \ droite) $$

Ainsi, nous pouvons trouver les valeurs de résistance de chaque résistance multiplicatrice série en utilisant les formules ci-dessus.

L'instrument, qui est utilisé pour mesurer la tension alternative à travers deux points du circuit électrique est appelé AC voltmeter. Si le voltmètre CA se compose d'un redresseur, on dit qu'il s'agit d'un voltmètre CA basé sur un redresseur.

Le voltmètre CC ne mesure que les tensions CC. Si nous voulons l'utiliser pour mesurer des tensions alternatives, nous devons suivre ces deux étapes.

  • Step1 - Convertissez le signal de tension alternative en signal de tension continue à l'aide d'un redresseur.

  • Step2 - Mesurer la valeur CC ou moyenne du signal de sortie du redresseur.

On a Rectifier based AC voltmeter, simplement en incluant le circuit redresseur au voltmètre CC de base. Ce chapitre traite des voltmètres CA basés sur un redresseur.

Types de voltmètres CA basés sur un redresseur

Voici les two types des voltmètres CA basés sur redresseur.

  • Voltmètre CA utilisant un redresseur demi-onde
  • Voltmètre CA utilisant un redresseur à onde complète

Maintenant, parlons de ces deux voltmètres AC un par un.

Voltmètre CA utilisant un redresseur demi-onde

Si un redresseur demi-onde est connecté avant le voltmètre DC, alors cette combinaison entière est appelée voltmètre AC utilisant un redresseur demi-onde. leblock diagram du voltmètre CA utilisant un redresseur demi-onde est illustré dans la figure ci-dessous.

Le schéma de principe ci-dessus se compose de deux blocs: redresseur demi-onde et voltmètre CC. Nous obtiendrons le schéma de circuit correspondant, simplement en remplaçant chaque bloc par le ou les composants respectifs dans le schéma de principe ci-dessus. Alors lecircuit diagram du voltmètre CA utilisant un redresseur demi-onde ressemblera à celui illustré ci-dessous.

le rms value du signal de tension d'entrée sinusoïdale (CA) est

$$ V_ {rms} = \ frac {V_ {m}} {\ sqrt {2}} $$

$$ \ Rightarrow V_ {m} = \ sqrt {2} V_ {rms} $$

$$ \ Rightarrow V_ {m} = 1,414 V_ {rms} $$

Où,

$ V_ {m} $ est la valeur maximale du signal de tension d'entrée sinusoïdale (CA).

le DC ou la valeur moyenne du signal de sortie du redresseur demi-onde est

$$ V_ {dc} = \ frac {V_ {m}} {\ pi} $$

Substitute, la valeur de $ V_ {m} $ dans l'équation ci-dessus.

$$ V_ {dc} = \ frac {1,414 V_ {rms}} {\ pi} $$

$$ V_ {dc} = 0,45 V_ {rms} $$

Par conséquent, le voltmètre CA produit une tension de sortie, qui est égale à 0.45 fois la valeur efficace du signal de tension d'entrée sinusoïdale (CA)

Voltmètre CA utilisant un redresseur à onde complète

Si un redresseur pleine onde est connecté avant le voltmètre DC, alors cette combinaison entière est appelée voltmètre AC utilisant un redresseur pleine onde. leblock diagram du voltmètre CA utilisant un redresseur pleine onde est illustré dans la figure ci-dessous

Le schéma fonctionnel ci-dessus se compose de deux blocs: redresseur pleine onde et voltmètre CC. Nous obtiendrons le schéma de circuit correspondant simplement en remplaçant chaque bloc par le ou les composants respectifs dans le schéma de principe ci-dessus.

Alors le circuit diagram du voltmètre CA utilisant un redresseur pleine onde ressemblera à celui illustré ci-dessous.

le rms value du signal de tension d'entrée sinusoïdale (CA) est

$$ V_ {rms} = \ frac {V_ {m}} {\ sqrt {2}} $$

$$ \ Rightarrow V_ {m} = \ sqrt {2} \: V_ {rms} $$

$$ \ Rightarrow V_ {m} = 1,414 V_ {rms} $$

Où,

$ V_ {m} $ est la valeur maximale du signal de tension d'entrée sinusoïdale (CA).

le DC ou la valeur moyenne du signal de sortie du redresseur pleine onde est

$$ V_ {dc} = \ frac {2V_ {m}} {\ pi} $$

Substitute, la valeur de $ V_ {m} $ dans l'équation ci-dessus

$$ V_ {dc} = \ frac {2 \ fois 1,414 \: V_ {rms}} {\ pi} $$

$$ V_ {dc} = 0,9 \: V_ {rms} $$

Par conséquent, le voltmètre CA produit une tension de sortie, qui est égale à 0.9 fois la valeur efficace du signal de tension d'entrée sinusoïdale (CA).

Dans le chapitre précédent, nous avons discuté des voltmètres CA basés sur des redresseurs. Ce chapitre couvre les deux types de voltmètres CA suivants.

  • Voltmètre CA à réponse de crête
  • Voltmètre CA à réponse True RMS

Maintenant, laissez-nous discuter de ces deux types de voltmètres AC un par un.

Voltmètre CA à réponse de crête

Comme son nom l'indique, le voltmètre CA à réponse de crête répond à peak valuesdu signal de tension alternative. Cela signifie que ce voltmètre mesure les valeurs de crête des tensions CA. lecircuit diagram du voltmètre CA à réponse de crête est indiqué ci-dessous -

Le circuit ci-dessus se compose d'une diode, d'un condensateur, d'un amplificateur CC et d'un galvanomètre PMMC. La diode présente dans le circuit ci-dessus est utilisée à des fins de redressement. Ainsi, la diode convertit le signal de tension alternative en un signal de tension continue. Le condensateur se charge à la valeur de crête de ce signal de tension continue.

Pendant positive half cycledu signal de tension alternative, la diode conduit et le condensateur se charge à la valeur de crête du signal de tension alternative. Lorsque la valeur du signal de tension alternative est inférieure à cette valeur, la diode sera polarisée en inverse.

Ainsi, le condensateur se décharge à travers la résistance de l'amplificateur CC jusqu'au prochain demi-cycle positif du signal de tension alternative. Lorsque la valeur du signal de tension alternative est supérieure à la tension du condensateur, la diode conduit et le processus est répété.

Nous devons sélectionner les valeurs des composants de manière à ce que le condensateur se charge rapidement et se décharge lentement. En conséquence, le compteur répond toujours à cette tension de condensateur, c'est-à-direpeak value of AC voltage.

Voltmètre CA à réponse efficace vraie

Comme son nom l'indique, le véritable voltmètre CA à réponse RMS répond aux vraies valeurs RMS du signal de tension alternative. Ce voltmètre mesure les valeurs RMS des tensions CA. lecircuit diagram du voltmètre CA à réponse efficace RMS est illustré dans la figure ci-dessous.

Le circuit ci-dessus se compose d'un amplificateur CA, de deux thermocouples, d'un amplificateur CC et d'un galvanomètre PMMC. L'amplificateur CA amplifie le signal de tension alternative. Deux thermocouples qui sont utilisés dans le circuit ci-dessus sont un thermocouple de mesure et un thermocouple d'équilibrage.Measuring thermocouple produit une tension de sortie, qui est proportionnelle à la valeur RMS du signal de tension alternative.

Tout thermocouple convertit un carré de quantité d'entrée en une quantité normale. Cela signifie qu'il existe une relation non linéaire entre la sortie et l'entrée d'un thermocouple. L'effet du comportement non linéaire d'un thermocouple peut être négligé en utilisant un autre thermocouple dans le circuit de rétroaction. Le thermocouple qui est utilisé à cet effet dans le circuit ci-dessus est appelébalancing thermocouple.

Les deux thermocouples, à savoir thermocouple de mesure et thermocouple d'équilibrage forment ensemble une bride à l'entrée de l'amplificateur CC. En conséquence, le compteur répond toujours autrue RMS value du signal de tension alternative.

Le courant est le débit de la charge électrique. Si cette charge électrique ne circule que dans un sens, le courant résultant est appelé courant continu (CC). L'instrument, qui est utilisé pour mesurer le courant continu appeléDC ammeter.

Si nous plaçons une résistance en parallèle avec le galvanomètre à bobine mobile à aimant permanent (PMMC), alors la combinaison entière agit comme un ampèremètre CC. La résistance parallèle, qui est utilisée dans l'ampèremètre DC est également appelée résistance shunt ou simplement,shunt. La valeur de cette résistance doit être considérée comme petite afin de mesurer le courant continu de grande valeur.

le circuit diagram de l'ampèremètre CC est illustré dans la figure ci-dessous.

Nous devons placer ceci DC ammeteren série avec la branche d'un circuit électrique, où le courant continu doit être mesuré. La tension aux bornes des éléments connectés en parallèle est la même. Ainsi, la tension aux bornes de la résistance shunt, $ R_ {sh} $ et la tension aux bornes de la résistance du galvanomètre, $ R_ {m} $ est la même, puisque ces deux éléments sont connectés en parallèle dans le circuit ci-dessus.Mathematically, il peut s'écrire

$$ I_ {sh} R_ {sh} = I_ {m} R_ {m} $$

$ \ Rightarrow R_ {sh} = \ frac {I_ {m} R_ {m}} {I_ {sh}} $ (équation 1)

le KCL equation au nœud 1 est

$$ - I + I_ {sh} + I_ {m} = 0 $$

$$ \ Rightarrow I_ {sh} = I-I_ {m} $$

Substitute la valeur de $ I_ {sh} $ dans l'équation 1.

$ R_ {sh} = \ frac {I_ {m} R_ {m}} {I-I_ {m}} $ (équation 2)

Prenez $ I_ {m} $ comme commun dans le terme dénominateur, qui est présent dans le côté droit de l'équation 2

$$ R_ {sh} = \ frac {I_ {m} R_ {m}} {I_ {m} (\ frac {1} {I_ {m}} - 1)} $$

$ \ Rightarrow R_ {sh} = \ frac {R_ {m}} {\ frac {I} {I_ {m}} - 1} $ (équation 3)

Où,

$ R_ {sh} $ est la résistance shunt

$ R_ {m} $ est la résistance interne du galvanomètre

$ I $ est le courant continu total à mesurer

$ I_ {m} $ est le courant de déviation pleine échelle

Le rapport entre le courant continu total à mesurer, $ I $ et le courant de déviation pleine échelle du galvanomètre, $ I_ {m} $ est appelé multiplying factor, m. Mathématiquement, il peut être représenté comme

$ m = \ frac {I} {I_ {m}} $ (équation 4)

$ R_ {sh} = \ frac {R_ {m}} {m-1} $ (équation 5)

Nous pouvons trouver le value of shunt resistance en utilisant l'équation 2 ou l'équation 5 en fonction des données disponibles.

Ampèremètre CC multi-gammes

Dans la section précédente, nous avons discuté de l'ampèremètre DC qui est obtenu en plaçant une résistance en parallèle avec le galvanomètre PMMC. Cet ampèremètre DC peut être utilisé pour mesurer unparticular range des courants directs.

Si nous voulons utiliser l'ampèremètre DC pour mesurer les courants directs de multiple ranges, nous devons alors utiliser plusieurs résistances parallèles au lieu d'une seule résistance et toute cette combinaison de résistances est en parallèle avec le galvanomètre PMMC. lecircuit diagram de l'ampèremètre CC multi-gammes est illustré dans la figure ci-dessous.

Placez cet ampèremètre CC multi-gammes en série avec la branche d'un circuit électrique, où le courant continu de la plage requise doit être mesuré. La plage de courants souhaitée est choisie en connectant le commutateur, s à la résistance shunt respective.

Soit, $ m_ {1}, m_ {2}, m_ {3} $ et $ m_ {4} $ sont les multiplying factorsde l'ampèremètre CC lorsque nous considérons les courants directs totaux à mesurer comme, respectivement, $ I_ {1}, I_ {2}, I_ {3} $ et $ I_ {4} $. Voici les formules correspondant à chaque facteur multiplicateur.

$$ m_ {1} = \ frac {I_ {1}} {I_ {m}} $$

$$ m_ {2} = \ frac {I_ {2}} {I_ {m}} $$

$$ m_ {3} = \ frac {I_ {3}} {I_ {m}} $$

$$ m_ {4} = \ frac {I_ {4}} {I_ {m}} $$

Dans le circuit ci-dessus, il y a quatre shunt resistors, $ R_ {sh1}, R_ {sh2}, R_ {sh2} $ et $ R_ {sh4} $. Voici les formules correspondant à ces quatre résistances.

$$ R_ {sh1} = \ frac {R_ {m}} {m_ {1} -1} $$

$$ R_ {sh2} = \ frac {R_ {m}} {m_ {2} -1} $$

$$ R_ {sh3} = \ frac {R_ {m}} {m_ {3} -1} $$

$$ R_ {sh4} = \ frac {R_ {m}} {m_ {4} -1} $$

Les formules ci-dessus nous aideront à trouver les valeurs de résistance de chaque résistance shunt.

Le courant est le débit de la charge électrique. Si la direction de cette charge électrique change régulièrement, le courant résultant est appeléAlternating Current (AC).

L'instrument, qui est utilisé pour mesurer le courant alternatif qui traverse n'importe quelle branche de circuit électrique est appelé AC ammeter.

Example - Ampèremètre AC de type thermocouple.

Maintenant, laissez-nous discuter de l'ampèremètre AC de type thermocouple.

Ampèremètre AC de type thermocouple

Si un thermocouple est connecté avant le galvanomètre PMMC, alors cette combinaison entière est appelée ampèremètre CA de type thermocouple. leblock diagram de l'ampèremètre CA de type thermocouple est illustré dans la figure ci-dessous.

Le schéma de principe ci-dessus se compose principalement de deux blocs: un thermocouple et un galvanomètre PMMC. Nous obtiendrons le schéma de circuit correspondant, simplement en remplaçant chaque bloc par le (s) composant (s) respectif (s) dans le schéma de principe ci-dessus. Alors lecircuit diagram de l'ampèremètre CA de type thermocouple ressemblera à l'illustration ci-dessous.

Le thermocouple génère un EMF, $ e $, chaque fois que le courant alternatif, I traverse l'élément chauffant. Cette EMF, $ e $ est directement proportionnelle à la valeur efficace du courant, I qui circule à travers l'élément chauffant. Nous devons donc calibrer l'échelle de l'instrument PMMC pour lirerms values of current.

Ainsi, avec ce chapitre, nous avons complété tous les instruments de mesure de base tels que les voltmètres DC, les voltmètres AC, les ampèremètres DC et les ampèremètres AC. Dans le chapitre suivant, parlons des compteurs ou des instruments de mesure, qui mesurent la valeur de résistance.

L'instrument, qui est utilisé pour mesurer la valeur de la résistance entre deux points quelconques d'un circuit électrique est appelé ohmmeter. Il peut également être utilisé pour trouver la valeur d'une résistance inconnue. Les unités de résistance sont l'ohm et l'instrument de mesure est le mètre. Ainsi, le mot «ohmmètre» est obtenu en combinant les mots“ohm” et “meter”.

Types d'ohmmètres

Voici les two types des ohmmètres.

  • Ohmmètre série
  • Ohmmètre shunt

Maintenant, laissez-nous discuter de ces deux types d'ohmmètres un par un.

Ohmmètre série

Si la valeur de la résistance est inconnue et doit être mesurée en la plaçant en série avec l'ohmmètre, cet ohmmètre est appelé ohmmètre série. lecircuit diagram de l'ohmmètre de série est montré dans la figure ci-dessous.

La partie du circuit, qui est du côté gauche des bornes A et B est series ohmmeter. Ainsi, nous pouvons mesurer la valeur de la résistance inconnue en la plaçant sur le côté droit des bornes A et B. Maintenant, parlons de lacalibration scale de l'ohmmètre de série.

  • Si $ R_ {x} = 0 \: \ Omega $, alors les bornes A et B seront court-circuitées entre elles. Ainsi, le courant du compteur est divisé entre les résistances, $ R_ {1} $ et $ R_ {2} $. Maintenant, faites varier la valeur de la résistance, $ R_ {2} $ de telle sorte que tout le courant du compteur passe à travers la résistance, $ R_ {1} $ seulement. Dans ce cas, le compteur affiche pleinscale deflection current. Par conséquent, ce courant de déviation à pleine échelle du compteur peut être représenté par $ 0 \: \ Omega $.

  • Si $ R_ {x} = \ infty \: \ Omega $, alors les bornes A et B seront en circuit ouvert les unes avec les autres. Ainsi, aucun courant ne traverse la résistance, $ R_ {1} $. Dans ce cas, le compteur affiche un courant de déviation nul. Par conséquent, cette déviation nulle du compteur peut être représentée par $ \ infty \ Omega $.

  • De cette façon, en considérant différentes valeurs de $ R_ {x} $, le compteur affiche différentes déviations. Ainsi, en conséquence, nous pouvons représenter ces déflexions avec la valeur de résistance correspondante.

L'ohmmètre série se compose d'une échelle d'étalonnage. Il a les indications de 0 $ \ Omega $ et $ \ infty \: \ Omega $ aux extrémités de la main droite et de la main gauche de l'échelle respectivement. L'ohmmètre de série est utile pour mesurerhigh values of resistances.

Ohmmètre shunt

Si la valeur de la résistance est inconnue et doit être mesurée en la plaçant en parallèle (shunt) avec l'ohmmètre, alors cet ohmmètre est appelé ohmmètre shunt. lecircuit diagram de l'ohmmètre shunt est montré dans la figure ci-dessous.

La partie du circuit, qui est du côté gauche des bornes A et B est shunt ohmmeter. Ainsi, nous pouvons mesurer la valeur de la résistance inconnue en la plaçant sur le côté droit des bornes A et B.

Maintenant, laissez-nous discuter de la calibration scalede l'ohmmètre shunt. Fermez l'interrupteur, S du circuit ci-dessus pendant son utilisation.

  • Si $ R_ {x} = 0 \: \ Omega $, alors les bornes A et B seront court-circuitées entre elles. De ce fait, tout le courant, $ I_ {1} $, circule à travers les bornes A et B. Dans ce cas, aucun courant ne traverse le galvanomètre PMMC. D'où lenull deflection du galvanomètre PMMC peut être représenté par $ 0 \: \ Omega $.

  • Si $ R_ {x} = \ infty \: \ Omega $, alors les bornes A et B seront en circuit ouvert les unes avec les autres. Ainsi, aucun courant ne circule dans les bornes A et B. Dans ce cas, tout le courant, $ I_ {1} $, traverse le galvanomètre PMMC. Si nécessaire, faites varier (ajustez) la valeur de la résistance, $ R_ {1} $ jusqu'à ce que le galvanomètre PMMC affiche le courant de déviation à pleine échelle. Par conséquent, cefull scale deflection le courant du galvanomètre PMMC peut être représenté par $ \ infty \: \ Omega $

  • De cette façon, en considérant différentes valeurs de $ R_ {x} $, le compteur affiche différentes déviations. Ainsi, en conséquence, nous pouvons représenter ces déflexions avec les valeurs de résistance correspondantes.

L'ohmmètre shunt se compose d'une échelle d'étalonnage. Il a les indications de $ 0 \: \ Omega $ et $ \ infty \: \ Omega $ aux extrémités de la main gauche et de la main droite de l'échelle respectivement.

L'ohmmètre shunt est utile pour mesurer low values of resistances. Ainsi, nous pouvons utiliser soit un ohmmètre série, soit un ohmmètre shunt basé sur les valeurs de résistances à mesurer, c'est-à-dire hautes ou basses.

Dans les chapitres précédents, nous avons discuté des voltmètres, ampèremètres et ohmmètres. Ces instruments de mesure sont utilisés pour mesurer respectivement la tension, le courant et la résistance. Cela signifie que nous avonsseparate measuring instruments pour mesurer la tension, le courant et la résistance.

Supposons que si un seul instrument de mesure peut être utilisé pour mesurer les quantités telles que la tension, le courant et la résistance une à la fois, on dit alors qu'il est multimeter. Il porte le nom de multimètre, car il peut mesurer plusieurs grandeurs électriques une à la fois.

Mesures à l'aide d'un multimètre

Multimeterest un instrument utilisé pour mesurer les tensions DC & AC, les courants DC & AC et les résistances de plusieurs gammes. Il est également appelé multimètre électronique ou Ohm mètre de tension (VOM).

Mesure de tension continue

La partie de la circuit diagram du multimètre, qui peut être utilisé pour mesurer la tension CC est illustré dans la figure ci-dessous.

Le circuit ci-dessus ressemble à un voltmètre CC multi-gammes. La combinaison d'une résistance en série avec un galvanomètre PMMC est unDC voltmeter. Ainsi, il peut être utilisé pour mesurer des tensions CC jusqu'à une certaine valeur.

Nous pouvons augmenter la plage de tensions CC pouvant être mesurées avec le même voltmètre CC en augmentant la valeur de résistance. la valeur de résistance équivalente augmente, lorsque nous connectons les résistances sont enseries.

Dans le circuit ci-dessus, nous pouvons mesurer les tensions CC jusqu'à 2.5Ven utilisant la combinaison de résistances, $ R_ {5} $ en série avec un galvanomètre PMMC. En connectant une résistance, $ R_ {4} $ en série avec le circuit précédent, nous pouvons mesurer les tensions DC jusqu'à10V. De cette manière, nous pouvons augmenter la plage de tensions continues, simplement en connectant une résistance en série avec le circuit précédent (antérieur).

Nous pouvons mesurer la tension continue entre deux points quelconques d'un circuit électrique, en connectant le commutateur, S à la plage de tension souhaitée.

Mesure du courant continu

La partie de la circuit diagram du multimètre, qui peut être utilisé pour mesurer le courant CC est illustré dans la figure ci-dessous.

Le circuit ci-dessus ressemble à un ampèremètre CC multi-gammes. la combinaison d'une résistance en parallèle avec un galvanomètre PMMC est unDC ammeter. Ainsi, il peut être utilisé pour mesurer des courants CC jusqu'à une certaine valeur.

On peut avoir different rangesdes courants DC mesurés avec le même ampèremètre DC en plaçant les résistances en parallèle avec la résistance précédente. Dans le circuit ci-dessus, la résistance, $ R_ {1} $ est connectée en série avec le galvanomètre PMMC afin d'éviter que le compteur ne soit endommagé en raison d'un courant important.

Nous pouvons mesurer le courant continu qui traverse deux points quelconques d'un circuit électrique, en connectant l'interrupteur, S à la plage de courant souhaitée

Mesure de tension alternative

La partie de la circuit diagram du multimètre, qui peut être utilisé pour mesurer la tension alternative est illustré dans la figure ci-dessous.

Le circuit ci-dessus ressemble à un multi range AC voltmeter. Nous savons que nous obtiendrons un voltmètre CA simplement en plaçant le redresseur en série (cascade) avec un voltmètre CC. Le circuit ci-dessus a été créé simplement en plaçant la combinaison de diodes et la résistance, $ R_ {6} $ entre la résistance, $ R_ {5} $ et le galvanomètre PMMC.

Nous pouvons mesurer la tension alternative sur deux points quelconques d'un circuit électrique, en connectant le commutateur, S à la plage de tension souhaitée.

Mesure de résistance

La partie de la circuit diagram du multimètre, qui peut être utilisé pour mesurer la résistance, est illustré dans la figure ci-dessous.

Nous devons effectuer les deux tâches suivantes avant de prendre toute mesure.

  • Court-circuiter l'instrument
  • Faites varier la commande de réglage du zéro jusqu'à ce que le compteur affiche le courant à pleine échelle. Cela signifie que le compteur indique une valeur de résistance nulle.

Maintenant, le circuit ci-dessus se comporte comme un ohmmètre shunt et a la multiplication d'échelle de 1, soit 10 0 . Nous pouvons également considérer des puissances d'ordre supérieur de 10 comme multiplications d'échelle pour mesurer des résistances élevées.

Signal generator est un équipement électronique qui fournit des signaux de test standard comme une onde sinusoïdale, une onde carrée, une onde triangulaire, etc. Il est également appelé oscillateur, car il produit des signaux périodiques.

Le générateur de signal, qui produit le signal périodique ayant une fréquence de la gamme de fréquence audio (AF) est appelé AF signal generator. la gamme de fréquences audio est de 20 Hz à 20 KHz.

Générateur d'ondes sinusoïdales et carrées AF

Le générateur de signal AF, qui génère soit une onde sinusoïdale soit une onde carrée dans la gamme des fréquences audio en fonction de l'exigence est appelé générateur d'onde AF sinusoïdale et carrée. Sesblock diagramest illustré dans la figure ci-dessous.

Le schéma fonctionnel ci-dessus se compose principalement de two paths. Ce sont le chemin supérieur et le chemin inférieur. Le chemin supérieur est utilisé pour produire une onde sinusoïdale AF et le chemin inférieur est utilisé pour produire une onde carrée AF.

Wien bridge oscillatorproduira une onde sinusoïdale dans la gamme des fréquences audio. En fonction des besoins, nous pouvons connecter la sortie de l'oscillateur à pont de Wien au chemin supérieur ou au chemin inférieur par un commutateur.

Le chemin supérieur se compose des blocs tels que l'amplificateur et l'atténuateur sinusoïdaux. Si le commutateur est utilisé pour connecter la sortie de l'oscillateur du pont de Wien au chemin supérieur, il produira unAF sine wave à la sortie du chemin supérieur.

Le chemin inférieur se compose des blocs suivants: forme d'onde carrée, amplificateur d'onde carrée et atténuateur. Le shaper d'onde carrée convertit l'onde sinusoïdale en une onde carrée. Si le commutateur est utilisé pour connecter la sortie de l'oscillateur du pont de Wien au chemin inférieur, il produira un signal souhaité.AF square waveà la sortie du chemin inférieur. De cette façon, le schéma fonctionnel que nous avons considéré peut être utilisé pour produire une onde sinusoïdale AF ou une onde carrée AF en fonction de l'exigence.

Générateur de fonctions

Le générateur de fonctions est un générateur de signaux qui génère au moins trois ondes périodiques. Considérer ce qui suitblock diagram d'un générateur de fonction, qui produira des ondes périodiques comme une onde triangulaire, une onde carrée et une onde sinusoïdale.

Il y en a deux current sources, à savoir la source de courant supérieure et la source de courant inférieure dans le schéma fonctionnel ci-dessus. Ces deux sources de courant sont régulées par la tension contrôlée en fréquence.

Onde triangulaire

Integratorprésent dans le schéma fonctionnel ci-dessus, obtient un courant constant alternativement à partir de sources de courant supérieures et inférieures pendant une durée égale de manière répétée. Ainsi, l'intégrateur produira deux types de sortie pendant le même temps à plusieurs reprises -

  • La tension de sortie d'un intégrateur increases linearly par rapport au temps pour la période pendant laquelle l'intégrateur reçoit du courant de la source de courant supérieure.

  • La tension de sortie d'un intégrateur decreases linearly par rapport au temps pour la période pendant laquelle l'intégrateur reçoit du courant d'une source de courant plus faible.

De cette manière, l'intégrateur présent dans le diagramme ci-dessus produira un triangular wave.

Onde carrée et onde sinusoïdale

La sortie de l'intégrateur, c'est-à-dire l'onde triangulaire, est appliquée en tant qu'entrée à deux autres blocs comme indiqué dans le schéma fonctionnel ci-dessus afin d'obtenir respectivement l'onde carrée et l'onde sinusoïdale. Laissez-nous discuter de ces deux un par un.

Onde carrée

L'onde triangulaire a une pente positive et une pente négative alternativement pendant une durée égale à plusieurs reprises. Alors levoltage comparator multi vibrator présent dans le schéma fonctionnel ci-dessus produira les deux types de sortie suivants pendant une durée égale de manière répétée.

  • Un type de constante (higher) voltage à la sortie du comparateur de tension multi vibrateur pendant la période pendant laquelle le comparateur de tension multi vibrateur obtient la pente positive de l'onde triangulaire.

  • Un autre type de constante (lower) voltage à la sortie du comparateur de tension multi vibrateur pendant la période pendant laquelle le comparateur de tension multi vibreur obtient la pente négative de l'onde triangulaire.

Le comparateur de tension multi-vibrateur présent dans le diagramme ci-dessus produira un square wave. Si l'amplitude de l'onde carrée qui est produite à la sortie du comparateur de tension multi-vibrateur n'est pas suffisante, elle peut alors être amplifiée à la valeur requise en utilisant un amplificateur à onde carrée.

Onde sinusoïdale

le sine wave shaping circuitproduira une sortie d'onde sinusoïdale à partir de l'onde d'entrée triangulaire. Fondamentalement, ce circuit est constitué d'un réseau de résistances à diodes. Si l'amplitude de l'onde sinusoïdale produite à la sortie du circuit de mise en forme d'onde sinusoïdale est insuffisante, alors elle peut être amplifiée à la valeur requise en utilisant un amplificateur à onde sinusoïdale.

L'instrument électronique utilisé pour analyser les ondes s'appelle wave analyzer. Il est également appelé analyseur de signal, car les termes signal et onde peuvent être fréquemment utilisés de manière interchangeable.

Nous pouvons représenter le periodic signal comme somme des deux termes suivants.

  • Composant DC
  • Série d'harmoniques sinusoïdales

Ainsi, l'analyse d'un signal périodique est l'analyse des composantes harmoniques qui y sont présentes.

Analyseur de vagues de base

L'analyseur d'ondes de base se compose principalement de trois blocs: le détecteur principal, le redresseur pleine onde et le galvanomètre PMMC. leblock diagram de l'analyseur d'ondes de base est illustré dans la figure ci-dessous -

le function de chaque bloc présent dans l'analyseur d'ondes de base est mentionné ci-dessous.

  • Primary Detector- Il se compose d'un circuit LC. Nous pouvons ajuster les valeurs de l'inductance, L et du condensateur, C de manière à ne permettre que la composante de fréquence harmonique souhaitée à mesurer.

  • Full Wave Rectifier - Il convertit l'entrée AC en sortie DC.

  • PMMC Galvanometer - Il montre la valeur de crête du signal, qui est obtenue à la sortie du redresseur pleine onde.

Nous obtiendrons le schéma de circuit correspondant, simplement en remplaçant chaque bloc par le ou les composants respectifs dans le schéma de principe ci-dessus de l'analyseur d'ondes de base. Alors lecircuit diagram de l'analyseur d'ondes de base ressemblera à ce que montre la figure suivante -

Cet analyseur d'ondes de base peut être utilisé pour analyser chaque composante de fréquence harmonique d'un signal périodique.

Types d'analyseurs de vagues

Les analyseurs d'ondes peuvent être classés comme suit two types.

  • Analyseur d'onde sélectif en fréquence
  • Analyseur d'ondes superhétérodynes

Maintenant, laissez-nous discuter de ces deux analyseurs d'ondes un par un.

Analyseur d'onde sélectif en fréquence

L'analyseur d'ondes, utilisé pour analyser les signaux de la gamme AF, est appelé analyseur d'ondes sélectif en fréquence. leblock diagram de l'analyseur d'onde sélectif en fréquence est montré dans la figure ci-dessous.

L'analyseur d'onde sélectif en fréquence se compose d'un ensemble de blocs. lefunction de chaque bloc est mentionné ci-dessous.

  • Input Attenuator- Le signal AF qui doit être analysé est appliqué à l'atténuateur d'entrée. Si l'amplitude du signal est trop grande, elle peut être atténuée par l'atténuateur d'entrée.

  • Driver Amplifier - Il amplifie le signal reçu chaque fois que nécessaire.

  • High Q-filter- Il est utilisé pour sélectionner la fréquence souhaitée et rejeter les fréquences indésirables. Il se compose de deux sections RC et de deux amplificateurs de filtre et tous ceux-ci sont en cascade les uns avec les autres. On peut faire varier les valeurs de capacité pour changer la gamme de fréquences en puissances de 10. De même, on peut faire varier les valeurs de résistance afin de changer la fréquence dans une gamme sélectionnée.

  • Meter Range Attenuator - Il obtient le signal AF sélectionné comme entrée et produit une sortie atténuée, chaque fois que nécessaire.

  • Output Amplifier - Il amplifie le signal AF sélectionné si nécessaire.

  • Output Buffer - Il est utilisé pour fournir le signal AF sélectionné aux périphériques de sortie.

  • Meter Circuit- Il affiche la lecture du signal AF sélectionné. Nous pouvons choisir la lecture du compteur dans la plage de volts ou la plage de décibels.

Analyseur d'ondes superhétérodynes

L'analyseur d'onde, utilisé pour analyser les signaux de la gamme RF est appelé analyseur d'onde superhétérodyne. La figure suivante montre leblock diagram d'analyseur d'ondes superhétérodynes.

le working de l'analyseur d'onde superhétérodyne est mentionné ci-dessous.

  • Le signal RF à analyser est appliqué à l'atténuateur d'entrée. Si l'amplitude du signal est trop grande, elle peut être atténuée parinput attenuator.

  • Untuned amplifier amplifie le signal RF chaque fois que nécessaire et il est appliqué au premier mélangeur.

  • Les gammes de fréquences du signal RF et de la sortie de l'oscillateur local sont respectivement de 0-18 MHz et 30-48 MHz. Alors,first mixerproduit une sortie, qui a une fréquence de 30 MHz. Il s'agit de la différence de fréquences des deux signaux qui lui sont appliqués.

  • IF amplifieramplifie le signal de fréquence intermédiaire (IF), c'est-à-dire la sortie du premier mélangeur. Le signal IF amplifié est appliqué au deuxième mélangeur.

  • Les fréquences du signal IF amplifié et de la sortie de l'oscillateur Crystal sont identiques et égales à 30 MHz. Alors lesecond mixerproduit une sortie, qui a une fréquence de 0 Hz. Il s'agit de la différence de fréquences des deux signaux qui lui sont appliqués.

  • La fréquence de coupure de Active Low Pass Filter (LPF)est choisi comme 1500 Hz. Par conséquent, ce filtre autorise le signal de sortie du deuxième mélangeur.

  • Meter Circuitaffiche la lecture du signal RF. Nous pouvons choisir la lecture du compteur dans la plage de volts ou la plage de décibels.

Ainsi, nous pouvons choisir un analyseur d'ondes particulier en fonction de la gamme de fréquences du signal à analyser.

L'instrument électronique, utilisé pour analyser les ondes dans le domaine fréquentiel s'appelle spectrum analyzer. Fondamentalement, il affiche la distribution d'énergie d'un signal sur son écran CRT. Ici, l'axe des x représente la fréquence et l'axe des y représente l'amplitude.

Types d'analyseurs de spectre

Nous pouvons classer les analyseurs de spectre comme suit two types.

  • Analyseur de spectre de banque de filtres
  • Analyseur de spectre superhétérodyne

Maintenant, laissez-nous discuter de ces deux analyseurs de spectre un par un.

Analyseur de spectre de banque de filtres

L'analyseur de spectre, utilisé pour analyser les signaux sont de plage AF est appelé analyseur de spectre de banc de filtres, ou real time spectrum analyzer car il montre (affiche) toutes les variations de toutes les fréquences d'entrée.

La figure suivante montre le block diagram de l'analyseur de spectre de banc de filtres.

le working de l'analyseur de spectre de banc de filtres est mentionné ci-dessous.

  • Il dispose d'un ensemble de filtres passe-bande et chacun est conçu pour autoriser une bande de fréquences spécifique. La sortie de chaque filtre passe-bande est donnée à un détecteur correspondant.

  • Toutes les sorties du détecteur sont connectées à un interrupteur électronique. Ce commutateur permet aux détecteurs de sortir séquentiellement vers la plaque de déviation verticale du CRO. Ainsi, CRO affiche la fréquencespectrum of AF signal sur son écran CRT.

Analyseur de spectre superhétérodyne

L'analyseur de spectre, utilisé pour analyser les signaux sont de gamme RF est appelé superheterodyne spectrum analyzer. Sesblock diagram est illustré dans la figure ci-dessous.

le working de l'analyseur de spectre superhétérodyne est mentionné ci-dessous.

  • Le signal RF, qui doit être analysé, est appliqué à l'atténuateur d'entrée. Si l'amplitude du signal est trop grande, elle peut être atténuée par uninput attenuator.

  • Low Pass Filter (LPF) n'autorise que les composantes de fréquence qui sont inférieures à la fréquence de coupure.

  • Mixerobtient les entrées du filtre passe-bas et de l'oscillateur accordé en tension. Il produit une sortie, qui est la différence de fréquences des deux signaux qui lui sont appliqués.

  • IF amplifieramplifie le signal de fréquence intermédiaire (IF), c'est-à-dire la sortie du mélangeur. Le signal IF amplifié est appliqué au détecteur.

La sortie du détecteur est donnée à la plaque de déviation verticale du CRO. Ainsi, CRO affiche la fréquencespectrum of RF signal sur son écran CRT.

Ainsi, nous pouvons choisir un analyseur de spectre particulier en fonction de la gamme de fréquences du signal à analyser.

Oscilloscopeest un équipement électronique qui affiche une forme d'onde de tension. Parmi les oscilloscopes, l'oscilloscope à rayons cathodiques (CRO) est le plus basique et il affiche un signal ou une forme d'onde variant dans le temps.

Dans ce chapitre, discutons du schéma fonctionnel de CRO et des mesures de certains paramètres en utilisant CRO.

Schéma fonctionnel du CRO

L'oscilloscope à rayons cathodiques (CRO) se compose d'un ensemble de blocs. Ce sont l'amplificateur vertical, la ligne à retard, le circuit de déclenchement, le générateur de base de temps, l'amplificateur horizontal, le tube cathodique (CRT) et l'alimentation. leblock diagram de CRO est montré dans la figure ci-dessous.

le function de chaque bloc de CRO est mentionné ci-dessous.

  • Vertical Amplifier - Il amplifie le signal d'entrée, qui doit être affiché sur l'écran du CRT.

  • Delay Line- Il fournit une certaine quantité de retard au signal, qui est obtenu à la sortie de l'amplificateur vertical. Ce signal retardé est ensuite appliqué aux plaques de déflexion verticale du CRT.

  • Trigger Circuit - Il produit un signal de déclenchement afin de synchroniser les déflexions horizontales et verticales du faisceau d'électrons.

  • Time base Generator - Il produit un signal en dents de scie, utile pour la déviation horizontale du faisceau d'électrons.

  • Horizontal Amplifier - Il amplifie le signal en dents de scie et le connecte ensuite aux plaques de déflexion horizontale du CRT.

  • Power supply- Il produit des tensions hautes et basses. La haute tension négative et la basse tension positive sont appliquées respectivement au CRT et à d'autres circuits.

  • Cathode Ray Tube (CRT)- C'est le principal bloc important du CRO et se compose principalement de quatre parties. Ce sont le canon à électrons, les plaques de déflexion verticale, les plaques de déflexion horizontale et l'écran fluorescent.

Le faisceau d'électrons, qui est produit par un canon à électrons, est dévié à la fois dans les directions verticale et horizontale par une paire de plaques de déviation verticale et une paire de plaques de déviation horizontales respectivement. Enfin, le faisceau dévié apparaîtra comme un point sur l'écran fluorescent.

De cette manière, CRO affichera le signal d'entrée appliqué sur l'écran du CRT. Ainsi, nous pouvons analyser les signaux dans le domaine temporel en utilisant CRO

Mesures en utilisant CRO

Nous pouvons faire les mesures suivantes en utilisant CRO.

  • Mesure de l'amplitude
  • Mesure de la période de temps
  • Mesure de fréquence

Maintenant, laissez-nous discuter de ces mesures une par une.

Mesure de l'amplitude

CRO affiche le signal de tension en fonction du temps sur son écran. leamplitude de ce signal de tension est constant, mais nous pouvons faire varier le nombre de divisions qui couvrent le signal de tension dans le sens vertical en faisant varier volt/divisionbouton sur le panneau CRO. Par conséquent, nous obtiendrons leamplitude du signal, qui est présent sur l'écran du CRO en utilisant la formule suivante.

$$ A = j \ fois n_ {v} $$

Où,

$ A $ est l'amplitude

$ j $ est la valeur de volt / division

$ n_ {v} $ est le nombre de divisions qui couvrent le signal dans le sens vertical.

Mesure de la période de temps

CRO affiche le signal de tension en fonction du temps sur son écran. leTime period de ce signal de tension périodique est constant, mais nous pouvons faire varier le nombre de divisions qui couvrent un cycle complet de signal de tension dans la direction horizontale en faisant varier time/division bouton sur le panneau CRO.

Par conséquent, nous obtiendrons le Time period du signal, qui est présent sur l'écran du CRO en utilisant la formule suivante.

$$ T = k \ fois n_ {h} $$

Où,

$ T $ est la période

$ j $ est la valeur du temps / division

$ n_ {v} $ est le nombre de divisions qui couvrent un cycle complet du signal périodique dans le sens horizontal.

Mesure de fréquence

La fréquence, f d'un signal périodique est l'inverse de la période de temps, T. Mathematically, il peut être représenté comme

$$ f = \ frac {1} {T} $$

Ainsi, nous pouvons trouver la fréquence, f d'un signal périodique en suivant ces deux étapes.

  • Step1 - Trouvez le Time period de signal périodique

  • Step2 - Prends reciprocal de Période de temps du signal périodique, obtenue à l'étape 1

Nous discuterons des oscilloscopes à usage spécial dans le prochain chapitre.

Dans le chapitre précédent, nous avions discuté de l'oscilloscope à rayons cathodiques (CRO), qui est un oscilloscope de base. Nous obtiendrons des oscilloscopes spéciaux simplement en incluant quelques blocs supplémentaires à l'oscilloscope de base en fonction des besoins.

Voici les special purpose oscilloscopes.

  • Oscilloscope à double faisceau
  • Oscilloscope à double trace
  • Oscilloscope à mémoire numérique

Maintenant, laissez-nous discuter de ces oscilloscopes spéciaux un par un.

Oscilloscope à double faisceau

L'oscilloscope, qui affiche deux formes d'onde de tension, est appelé oscilloscope à double faisceau. Sesblock diagram est illustré dans la figure ci-dessous.

Comme le montre la figure ci-dessus, le tube cathodique de l'oscilloscope à double faisceau se compose de deux ensembles de plaques de déflexion verticales et d'un ensemble de plaques de déflexion horizontale.

La combinaison des blocs suivants s'appelle un channel.

  • Préamplificateur et atténuateur
  • Ligne de retard
  • Amplificateur vertical
  • Un ensemble de plaques de déflexion verticale

Il existe deux canaux dans l'oscilloscope à double faisceau. Ainsi, nous pouvons appliquer les deux signaux, à savoir A et B comme entrée du canal A et du canal B respectivement. Nous pouvons choisir l'un de ces quatre signaux commetrigger inputau circuit de déclenchement à l'aide d'un interrupteur. Ce sont les signaux d'entrée A et B, le signal externe (Ext) et l'entrée de ligne.

Cet oscilloscope produira deux faisceaux déviés verticalement, car il y a deux paires de plaques de déviation verticale. Dans cet oscilloscope, les blocs qui sont utiles pour dévier le faisceau dans le sens horizontal sont communs pour les deux signaux d'entrée. Enfin, cet oscilloscope produira letwo input signals simultanément sur l'écran du CRT.

Oscilloscope à double trace

L'Oscilloscope, qui produit deux traces sur son écran, est appelé Oscilloscope Dual Trace. Sesblock diagram est illustré dans la figure ci-dessous.

Comme le montre la figure ci-dessus, le tube cathodique de l'oscilloscope à double trace se compose d'un ensemble de plaques de déflexion verticales et d'un autre ensemble de plaques de déflexion horizontale. canal se compose de quatre blocs, c'est-à-dire pré-amplificateur et atténuateur, ligne à retard, amplificateur vertical et plaques de déflexion verticale.

Dans le schéma fonctionnel ci-dessus, les deux premiers blocs sont présents séparément dans les deux canaux. Les deux derniers blocs sont communs aux deux canaux. Par conséquent, avec l'aide deelectronic switch nous pouvons connecter la sortie de ligne à retard d'un canal spécifique à un amplificateur vertical.

Nous pouvons choisir l'un de ces quatre signaux comme entrée de déclenchement vers le trigger circuiten utilisant un interrupteur. Ce sont les signaux d'entrée A et B, le signal externe (Ext) et l'entrée de ligne.

Cet oscilloscope utilise le même faisceau d'électrons pour dévier les signaux d'entrée A et B dans le sens vertical en utilisant un commutateur électronique, et produit two traces. les blocs qui dévient le faisceau horizontalement sont communs aux deux signaux d'entrée.

Oscilloscope à mémoire numérique

L'oscilloscope, qui stocke numériquement la forme d'onde, est appelé oscilloscope à stockage numérique. leblock diagram de l'oscilloscope de stockage (numérique) est ci-dessous -

Des blocs supplémentaires requis pour le stockage de données numériques sont ajoutés à un oscilloscope de base pour le convertir en oscilloscope de stockage numérique. Les blocs requis pourstoring of digital datase trouvent entre le préamplificateur et atténuateur et l'amplificateur vertical de l'oscilloscope à mémoire numérique. Ce sont le circuit d'échantillonnage et de maintien, le convertisseur analogique-numérique (ADC), la mémoire et le convertisseur numérique-analogique.

Control logiccontrôle les trois premiers blocs en envoyant divers signaux de contrôle. Les blocs tels que la logique de commande et le convertisseur numérique-analogique sont présents entre le circuit de déclenchement et l'amplificateur horizontal dans l'oscilloscope à mémoire numérique.

L'oscilloscope à mémoire numérique stores the dataen numérique avant d'afficher la forme d'onde à l'écran. Alors que l'oscilloscope de base n'a pas cette fonctionnalité.

Lissajous figureest le motif qui s'affiche à l'écran, lorsque des signaux sinusoïdaux sont appliqués à la fois aux plaques de déflexion horizontale et verticale du CRO. Ces modèles varieront en fonction des amplitudes, des fréquences et des différences de phase des signaux sinusoïdaux, qui sont appliqués aux plaques de déflexion horizontale et verticale du CRO.

La figure suivante montre un example de la figure de Lissajous.

La figure de Lissajous ci-dessus est en elliptical shape et son axe principal a un certain angle d'inclinaison avec un axe x positif.

Mesures à l'aide de figures de Lissajous

Nous pouvons faire ce qui suit two measurements d'après une figure de Lissajous.

  • Fréquence du signal sinusoïdal
  • Différence de phase entre deux signaux sinusoïdaux

Maintenant, laissez-nous discuter de ces deux mesures une par une.

Mesure de fréquence

La figure de Lissajous sera affichée à l'écran, lorsque les signaux sinusoïdaux sont appliqués aux plaques de déflexion horizontale et verticale du CRO. Par conséquent, appliquez le signal sinusoïdal, qui a la normeknown frequencyaux plaques de déflexion horizontale du CRO. De même, appliquez le signal sinusoïdal, dontfrequency est unknown aux plaques de déflexion verticale du CRO

Soit $ f_ {H} $ et $ f_ {V} $ les fréquences des signaux sinusoïdaux, qui sont respectivement appliquées aux plaques de déflexion horizontale et verticale du CRO. La relation entre $ f_ {H} $ et $ f_ {V} $ peut êtremathematically représenté comme ci-dessous.

$$ \ frac {f_ {V}} {f_ {H}} = \ frac {n_ {H}} {n_ {V}} $$

À partir de la relation ci-dessus, nous obtiendrons la fréquence du signal sinusoïdal, qui est appliquée aux plaques de déflexion verticale du CRO comme

$ f_ {V} = \ gauche (\ frac {n_ {H}} {n_ {V}} \ droite) f_ {H} $ (équation 1)

Où,

$ n_ {H} $ est le nombre de tangences horizontales

$ n_ {V} $ est le nombre de tangences verticales

Nous pouvons trouver les valeurs de $ n_ {H} $ et $ n_ {V} $ à partir de la figure de Lissajous. Donc, en substituant les valeurs de $ n_ {H} $, $ n_ {V} $ et $ f_ {H} $ dans l'équation 1, nous obtiendrons la valeur de$f_{V}$, c'est-à-dire le frequency of sinusoidal signal qui est appliqué aux plaques de déflexion verticale du CRO.

Mesure de la différence de phase

Une figure de Lissajous est affichée à l'écran lorsque des signaux sinusoïdaux sont appliqués aux plaques de déflexion horizontale et verticale du CRO. Par conséquent, appliquez les signaux sinusoïdaux, qui ontsame amplitude and frequency aux plaques de déflexion horizontale et verticale du CRO.

Pour quelques figures de Lissajous en fonction de leur forme, nous pouvons dire directement la différence de phase entre les deux signaux sinusoïdaux.

  • Si la figure de Lissajous est un straight line avec une inclinaison de 45 $ ^ {\ circ} $ avec un axe x positif, alors le phase differenceentre les deux signaux sinusoïdaux sera $ 0 ^ {\ circ} $. Cela signifie qu'il n'y a pas de différence de phase entre ces deux signaux sinusoïdaux.

  • Si la figure de Lissajous est un straight line avec une inclinaison de 135 $ ^ {\ circ} $ avec un axe x positif, alors le phase differenceentre les deux signaux sinusoïdaux sera 180 $ ^ {\ circ} $. Cela signifie que ces deux signaux sinusoïdaux sont déphasés.

  • Si la figure de Lissajous est circular shape, alors la différence de phase entre les deux signaux sinusoïdaux sera de 90 $ ^ {\ circ} $ ou de 270 $ ^ {\ circ} $.

Nous pouvons calculer la différence de phase entre les deux signaux sinusoïdaux en utilisant des formules, lorsque les chiffres de Lissajous sont de elliptical shape.

  • Si le grand axe d'une figure de Lissajous de forme elliptique ayant un angle d'inclinaison est compris entre $ 0 ^ {\ circ} $ et $ 90 ^ {\ circ} $ avec un axe x positif, alors la différence de phase entre les deux signaux sinusoïdaux sera.

$$ \ phi = \ sin ^ {- 1} \ left (\ frac {x_ {1}} {x_ {2}} \ right) = \ sin ^ {- 1} \ left (\ frac {y_ {1} } {y_ {2}} \ right) $$

  • Si le grand axe d'une figure de Lissajous de forme elliptique ayant un angle d'inclinaison se situe entre $ 90 ^ {\ circ} $ et $ 180 ^ {\ circ} $ avec un axe x positif, alors la différence de phase entre les deux signaux sinusoïdaux sera.

$$ \ phi = 180 - \ sin ^ {- 1} \ left (\ frac {x_ {1}} {x_ {2}} \ right) = 180 - \ sin ^ {- 1} \ left (\ frac { y_ {1}} {y_ {2}} \ right) $$

Where,

$ x_ {1} $ est la distance de l'origine au point sur l'axe des abscisses, là où la figure elliptique de Lissajous se croise

$ x_ {2} $ est la distance de l'origine à la tangente verticale de la figure de Lissajous de forme elliptique

$ y_ {1} $ est la distance de l'origine au point sur l'axe des y, où la figure elliptique de Lissajous se croise

$ y_ {2} $ est la distance de l'origine à la tangente horizontale de la figure de Lissajous de forme elliptique

Dans ce chapitre, découvrez comment trouver la fréquence d'un signal sinusoïdal inconnu et la différence de phase entre deux signaux sinusoïdaux à partir de figures de Lissajous à l'aide de formules.

Nous pouvons connecter n'importe quel circuit de test à un oscilloscope via une sonde. Le CRO étant un oscilloscope de base, la sonde qui y est connectée est également appeléeCRO probe.

Nous devons sélectionner la sonde de manière à ce qu'elle ne crée aucun problème de chargement avec le circuit de test. Afin que nous puissions analyser correctement le circuit de test avec les signaux sur l'écran CRO.

Les sondes CRO doivent avoir les éléments suivants characteristics.

  • Haute impédance
  • Bande passante élevée

le block diagram de la sonde CRO est illustré dans la figure ci-dessous.

Comme le montre la figure, la sonde CRO se compose principalement de trois blocs. Ce sont la tête de sonde, le câble coaxial et le circuit de terminaison. Le câble coaxial relie simplement la tête de sonde et le circuit de terminaison.

Types de sondes CRO

Les sondes CRO peuvent être classées comme suit two types.

  • Sondes passives
  • Sondes actives

Maintenant, laissez-nous discuter de ces deux types de sondes un par un.

Sondes passives

Si la tête de sonde est constituée d'éléments passifs, elle est appelée passive probe. Le schéma de circuit de la sonde passive est illustré dans la figure ci-dessous.

Comme le montre la figure, la tête de sonde se compose d'une combinaison parallèle de résistance, $ R_ {1} $ et d'un condensateur variable, $ C_ {1} $. De même, le circuit de terminaison consiste en une combinaison parallèle de résistance, $ R_ {2} $ et de condensateur, $ C_ {2} $.

Le schéma ci-dessus est modifié sous la forme de bridge circuit et il est montré dans la figure ci-dessous.

On peut équilibrer le pont, en ajustant la valeur du condensateur variable, $ c_ {1} $. Nous discuterons du concept de ponts dans les chapitres suivants. Pour le moment, considérez ce qui suitbalancing condition of AC bridge.

$$ Z_ {1} Z_ {4} = Z_ {2} Z_ {3} $$

Substitute, les impédances $ Z_ {1}, Z_ {2}, Z_ {3} $ et $ Z_ {4} $ comme $ R_ {1}, \ frac {1} {j \ omega C_ {1}}, R_ { 2} $ et $ \ frac {1} {j \ omega C_ {2}} $ respectivement dans l'équation ci-dessus.

$$ R_ {1} \ left (\ frac {1} {j \ omega C_ {2}} \ right) = \ left (\ frac {1} {j \ omega C_ {1}} \ right) R_ {2 } $$

$ \ Rightarrow R_ {1} C_ {1} = R_ {2} C_ {2} $ Équation 1

Par principe de division de tension, nous obtiendrons le voltage across resistor, $R_{2}$ comme

$$ V_ {0} = V_ {i} \ gauche (\ frac {R_ {2}} {R_ {1} + R_ {2}} \ droite) $$

attenuation factorest le rapport entre la tension d'entrée, $ V_ {i} $ et la tension de sortie, $ V_ {0} $. Donc, à partir de l'équation ci-dessus, nous obtiendrons le facteur d'atténuation, $ \ alpha $ comme

$$ \ alpha = \ frac {V_ {i}} {V_ {0}} = \ frac {R_ {1} + R_ {2}} {R_ {2}} $$

$ \ Rightarrow \ alpha = 1+ \ frac {R_ {1}} {R_ {2}} $

$ \ Rightarrow \ alpha-1 = \ frac {R_ {1}} {R_ {2}} $

$ \ Rightarrow R_ {1} = \ left (\ alpha-1 \ right) R_ {2} $ Équation 2

De l'équation 2, nous pouvons conclure que la valeur de $ R_ {1} $ est supérieure ou égale à la valeur de ð ?? '… 2 pour des valeurs entières de $ \: \ alpha> 1 $.

Remplacez l'équation 2 dans l'équation 1.

$$ \ left (\ alpha-1 \ right) R_ {2} C_ {1} = R_ {2} C_ {2} $$

$ \ Rightarrow \ left (\ alpha-1 \ right) C_ {1} = C_ {2} $

$ \ Rightarrow C_ {1} = \ frac {C_ {2}} {\ left (\ alpha-1 \ right)} $ Équation 3

De l'équation 3, nous pouvons conclure que la valeur de $ C_ {1} $ est inférieure ou égale à la valeur de $ C_ {2} $ pour des valeurs entières de $ \ alpha> 1 $

Example

Trouvons les valeurs de $ R_ {1} $ et $ C_ {1} $ d'une sonde ayant un facteur d'atténuation, $ \ alpha $ égal à 10. Supposons, $ R_ {2} = 1 M \ Omega $ et $ C_ {2} = 18pF $.

  • Step1 - Nous obtiendrons la valeur de $ R_ {1} $ en substituant les valeurs de $ \ alpha $ et $ R_ {2} $ dans l'équation 2.

$$ R_ {1} = \ gauche (10-1 \ droite) \ fois 1 \ fois 10 ^ {6} $$

$$ \ Rightarrow R_ {1} = 9 \ fois 10 ^ {6} $$

$$ \ Rightarrow R_ {1} = 9 M \ Omega $$

Step 2 - Nous obtiendrons la valeur de $ C_ {1} $ en substituant les valeurs de $ \ alpha $ et $ C_ {2} $ dans l'équation 3.

$$ C_ {1} = \ frac {18 \ times10 ^ {- 12}} {\ left (10-1 \ right)} $$

$$ \ Rightarrow C_ {1} = 2 \ fois 10 ^ {- 12} $$

$$ \ Rightarrow C_ {1} = 2 pF $$

Par conséquent, les valeurs de $ R_ {1} $ et $ C_ {1} $ d'une sonde seront respectivement $ 9M \ Omega $ et $ 2pF $ pour les spécifications données.

Sondes actives

Si la tête de sonde est constituée de composants électroniques actifs, elle est appelée active probe. Le schéma fonctionnel de la sonde active est illustré dans la figure ci-dessous.

Comme le montre la figure, la tête de sonde est constituée d'un suiveur de source FET en cascade avec un émetteur suiveur BJT. Le suiveur de source FET fournit une impédance d'entrée élevée et une impédance de sortie faible. Tandis que le but de l'émetteur suiveur BJT est d'éviter ou d'éliminer la désadaptation d'impédance.

Les deux autres parties, telles que le câble coaxial et le circuit de terminaison, restent les mêmes dans les sondes actives et passives.

Si les composants électriques sont disposés sous la forme d'un pont ou d'une structure en anneau, ce circuit électrique est bridge. En général, le pont forme une boucle avec un ensemble de quatre bras ou branches. Chaque branche peut contenir un ou deux composants électriques.

Types de ponts

Nous pouvons classer les circuits de pont ou les ponts dans les deux catégories suivantes en fonction du signal de tension avec lequel ceux-ci peuvent être exploités.

  • Ponts DC
  • Ponts AC

Maintenant, parlons brièvement de ces deux ponts.

Ponts DC

Si le circuit de pont peut être exploité avec uniquement un signal de tension CC, il s'agit d'un circuit de pont CC ou simplement DC bridge. Les ponts CC sont utilisés pour mesurer la valeur d'une résistance inconnue. lecircuit diagram du pont DC ressemble à la figure ci-dessous.

Le pont DC ci-dessus a four armset chaque bras est constitué d'une résistance. Parmi lesquelles, deux résistances ont des valeurs de résistance fixes, une résistance est une résistance variable et l'autre a une valeur de résistance inconnue.

Le circuit de pont CC ci-dessus peut être excité avec un DC voltage sourceen le plaçant dans une diagonale. Le galvanomètre est placé dans une autre diagonale du pont DC. Il montre une certaine déformation tant que le pont est déséquilibré.

Variez la valeur de résistance de la résistance variable jusqu'à ce que le galvanomètre indique une déviation nulle (zéro). Maintenant, on dit que le pont DC ci-dessus est équilibré. Ainsi, nous pouvons trouver la valeur deunknown resistance en utilisant des équations nodales.

Ponts AC

Si le circuit de pont peut être exploité avec uniquement un signal de tension alternative, on dit alors qu'il s'agit d'un circuit de pont CA ou simplement AC bridge. Les ponts CA sont utilisés pour mesurer la valeur d'une inductance, d'une capacité et d'une fréquence inconnues.

le circuit diagram du pont AC ressemble à l'illustration ci-dessous.

Le schéma de circuit du pont AC est similaire à celui du pont DC. Le pont AC ci-dessus afour armset chaque bras se compose d'une certaine impédance. Cela signifie que chaque bras aura soit un seul ou une combinaison d'éléments passifs tels que la résistance, l'inductance et le condensateur.

Parmi les quatre impédances, deux impédances ont des valeurs fixes, une impédance est variable et l'autre est une impédance inconnue.

Le circuit de pont CA ci-dessus peut être excité avec un AC voltage sourceen le plaçant dans une diagonale. Un détecteur est placé dans une autre diagonale du pont AC. Il montre une certaine déformation tant que le pont est déséquilibré.

Le circuit de pont CA ci-dessus peut être excité avec un AC voltage sourceen le plaçant dans une diagonale. Un détecteur est placé dans une autre diagonale du pont AC. Il montre une certaine déformation tant que le pont est déséquilibré.

Faites varier la valeur d'impédance de l'impédance variable jusqu'à ce que le détecteur affiche une déviation nulle (zéro). Maintenant, on dit que le pont AC ci-dessus est équilibré. Ainsi, nous pouvons trouver la valeur deunknown impedance en utilisant une condition équilibrée.

DC bridgespeut être utilisé uniquement avec un signal de tension CC. Les ponts DC sont utiles pour mesurer la valeur d'une résistance inconnue, qui est présente dans le pont. Le pont de Wheatstone est un exemple de pont DC.

Maintenant, parlons de Wheatstone’s Bridge afin de trouver la valeur de la résistance inconnue.

Pont de Wheatstone

Le pont de Wheatstone est un simple pont DC, qui a principalement quatre bras. Ces quatre bras forment un losange ou une forme carrée et chaque bras se compose d'une résistance.

Pour trouver la valeur d'une résistance inconnue, nous avons besoin du galvanomètre et de la source de tension continue. Par conséquent, l'un de ces deux est placé dans une diagonale du pont de Wheatstone et l'autre est placé dans une autre diagonale du pont de Wheatstone.

Le pont de Wheatstone est utilisé pour mesurer la valeur de la résistance moyenne. lecircuit diagram du pont de Wheatstone est illustré dans la figure ci-dessous.

Dans le circuit ci-dessus, les bras AB, BC, CD et DA forment ensemble un rhombusou forme carrée. Ils sont constitués de résistances respectivement $ R_ {2} $, $ R_ {4} $, $ R_ {3} $ et $ R_ {1} $. Soit le courant traversant ces bras de résistance est respectivement $ I_ {2} $, $ I_ {4} $, $ I_ {3} $ et $ I_ {1} $ et les directions de ces courants sont indiquées sur la figure.

Les bras diagonaux DB et AC se composent respectivement d'un galvanomètre et d'une source de tension continue de V volts. Ici, la résistance, $ R_ {3} $ est une résistance variable standard et la résistance, $ R_ {4} $ est une résistance inconnue. nous pouvonsbalance the bridge, en faisant varier la valeur de résistance de la résistance, $ R_ {3} $.

Le circuit en pont ci-dessus est équilibré lorsqu'aucun courant ne traverse le bras diagonal, DB. Cela signifie qu'il y ano deflection dans le galvanomètre, lorsque le pont est équilibré.

Le chevalet sera équilibré lorsque les two conditions sont satisfait.

  • La tension aux bornes du bras AD est égale à la tension aux bornes du bras AB. c'est à dire,

$$ V_ {AD} = V_ {AB} $$

$ \ Rightarrow I_ {1} R_ {1} = I_ {2} R_ {2} $ Équation 1

  • La tension aux bornes du bras DC est égale à la tension aux bornes du bras BC. c'est à dire,

$$ V_ {DC} = V_ {BC} $$

$ \ Rightarrow I_ {3} R_ {3} = I_ {4} R_ {4} $ Équation 2

À partir de deux conditions d'équilibrage ci-dessus, nous obtiendrons ce qui suit two conclusions.

  • Le courant traversant le bras AD sera égal à celui du bras DC. c'est à dire,

$$ I_ {1} = I_ {3} $$

  • Le courant traversant le bras AB sera égal à celui du bras BC. c'est à dire,

$$ I_ {2} = I_ {4} $$

Prenez le rapport de l'équation 1 et de l'équation 2.

$ \ frac {I_ {1} R_ {1}} {I_ {3} R_ {3}} = \ frac {I_ {2} R_ {2}} {I_ {4} R_ {4}} $ Équation 3

Remplacez, $ I_ {1} = I_ {3} $ et $ I_ {2} = I_ {4} $ dans l'équation 3.

$$ \ frac {I_ {3} R_ {1}} {I_ {3} R_ {3}} = \ frac {I_ {4} R_ {2}} {I_ {4} R_ {4}} $$

$$ \ Rightarrow \ frac {R_ {1}} {R_ {3}} = \ frac {R_ {2}} {R_ {4}} $$

$$ \ Rightarrow R_ {4} = \ frac {R_ {2} R_ {3}} {R_ {1}} $$

En substituant les valeurs connues des résistances $ R_ {1} $, $ R_ {2} $ et $ R_ {3} $ dans l'équation ci-dessus, nous obtiendrons le value of resistor,$R_{4}$.

Dans ce chapitre, parlons des ponts CA, qui peuvent être utilisés pour mesurer l'inductance. Les ponts CA fonctionnent uniquement avec un signal de tension CA. lecircuit diagram du pont AC est illustré dans la figure ci-dessous.

Comme le montre la figure ci-dessus, le pont AC se compose principalement de quatre bras, qui sont connectés en losange ou square shape. Tous ces bras sont constitués d'une certaine impédance.

Le détecteur et la source de tension alternative sont également nécessaires pour trouver la valeur de l'impédance inconnue. Par conséquent, l'un de ces deux est placé dans une diagonale du pont AC et l'autre est placé dans l'autre diagonale du pont AC. L'état d'équilibrage du pont de Wheatstone comme -

$$ R_ {4} = \ frac {R_ {2} R_ {3}} {R_ {1}} $$

Nous obtiendrons le balancing condition of AC bridge, juste en remplaçant R par Z dans l'équation ci-dessus.

$$ Z_ {4} = \ frac {Z_ {2} Z_ {3}} {Z_ {1}} $$

$ \ Rightarrow Z_ {1} Z_ {4} = Z_ {2} Z_ {3} $

Ici, $ Z_ {1} $ et $ Z_ {2} $ sont des impédances fixes. Alors que $ Z_ {3} $ est une impédance variable standard et $ Z_ {4} $ est une impédance inconnue.

Note - Nous pouvons choisir n'importe laquelle de ces quatre impédances comme impédances fixes, une impédance comme impédance variable standard et l'autre impédance comme impédance inconnue en fonction de l'application.

Voici les deux ponts AC, qui peuvent être utilisés pour mesurer inductance.

  • Pont de Maxwell
  • Pont de Hay

Maintenant, laissez-nous discuter de ces deux ponts AC un par un.

Pont de Maxwell

Le pont de Maxwell est un pont AC ayant quatre bras, qui sont reliés sous la forme d'un losange ou square shape. Deux bras de ce pont se composent d'une seule résistance, un bras se compose d'une combinaison en série de résistance et d'inductance et l'autre bras se compose d'une combinaison parallèle de résistance et de condensateur.

Un détecteur CA et une source de tension alternative sont utilisés pour trouver la valeur de l'impédance inconnue. Par conséquent, l'un de ces deux est placé dans une diagonale du pont de Maxwell et l'autre est placé dans l'autre diagonale du pont de Maxwell.

Le pont de Maxwell est utilisé pour mesurer la valeur de l'inductance moyenne. lecircuit diagram du pont de Maxwell est illustré dans la figure ci-dessous.

Dans le circuit ci-dessus, les bras AB, BC, CD et DA forment ensemble un losange ou une forme carrée. Les bras AB et CD sont constitués de résistances, respectivement $ R_ {2} $ et $ R_ {3} $. Le bras, BC, consiste en une combinaison en série de résistances, $ R_ {4} $ et d'inductance, $ L_ {4} $. Le bras, DA se compose d'une combinaison parallèle de résistance, $ R_ {1} $ et de condensateur, $ C_ {1} $.

Soit, $ Z_ {1}, Z_ {2}, Z_ {3} $ et $ Z_ {4} $ sont respectivement les impédances des bras DA, AB, CD et BC. levalues of these impedances sera

$$ Z_ {1} = \ frac {R_ {1} \ left (\ frac {1} {j \ omega C_ {1}} \ right)} {R_ {1} + \ frac {1} {j \ omega C_ {1}}} $$

$$ \ Rightarrow Z_ {1} = \ frac {R_ {1}} {1 + j \ omega R_ {1} C_ {1}} $$

$ Z_ {2} = R_ {2} $

$ Z_ {3} = R_ {3} $

$ Z_ {4} = R_ {4} + j \ omega L_ {4} $

Substitute ces valeurs d'impédance dans la condition d'équilibrage suivante du pont CA.

$$ Z_ {4} = \ frac {Z_ {2} Z_ {3}} {Z_ {1}} $$

$$ R_ {4} + j \ omega L_ {4} = \ frac {R_ {2} R_ {3}} {\ gauche ({\ frac {R_ {1}} {1 + j \ omega R_ {1} C_ {1}}} \ right)} $$

$ \ Rightarrow R_ {4} + j \ omega L_ {4} = \ frac {R_ {2} R_ {3} \ left (1 + j \ omega R_ {1} C_ {1} \ right)} {R_ { 1}} $

$ \ Rightarrow R_ {4} + j \ omega L_ {4} = \ frac {R_ {2} R_ {3}} {R_ {1}} + \ frac {j \ omega R_ {1} C_ {1} R_ {2} R_ {3}} {R_ {1}} $

$ \ Rightarrow R_ {4} + j \ omega L_ {4} = \ frac {R_ {2} R_ {3}} {R_ {1}} + j \ omega C_ {1} R_ {2} R_ {3} $

Par comparing les termes réels et imaginaires respectifs de l'équation ci-dessus, nous obtiendrons

$ R_ {4} = \ frac {R_ {2} R_ {3}} {R_ {1}} $ Équation 1

$ L_ {4} = C_ {1} R_ {2} R_ {3} $ Équation 2

En substituant les valeurs des résistances $ R_ {1} $, $ R_ {2} $ et $ R_ {3} $ dans l'équation 1, nous obtiendrons la valeur de la résistance, $ R_ {4} $. De même, en substituant la valeur du condensateur, $ C_ {1} $ et les valeurs des résistances, $ R_ {2} $ et $ R_ {3} $ dans l'équation 2, nous obtiendrons la valeur de l'inducteur, $ L_ {4 } $.

le advantage du pont de Maxwell est que les valeurs de la résistance, $ R_ {4} $ et d'une inductance, $ L_ {4} $ sont indépendantes de la valeur de la fréquence.

Pont de Hay

Le pont de Hay est une version modifiée du pont de Maxwell, que nous obtenons en modifiant le bras, qui consiste en une combinaison parallèle de résistance et de condensateur dans le bras, qui consiste en une combinaison en série de résistance et de condensateur dans le pont de Maxwell.

Le pont de Hay est utilisé pour mesurer la valeur d'une inductance élevée. lecircuit diagram du pont de Hay est illustré dans la figure ci-dessous.

Dans le circuit ci-dessus, les bras AB, BC, CD et DA forment ensemble un losange ou une forme carrée. Les bras, AB et CD sont constitués de résistances, respectivement $ R_ {2} $ et $ R_ {3} $. Le bras, BC, consiste en une combinaison en série de résistances, $ R_ {4} $ et d'inductance, $ L_ {4} $. Le bras, DA se compose d'une combinaison en série de résistance, $ R_ {1} $ et de condensateur, $ C_ {1} $.

Soit, $ Z_ {1}, Z_ {2}, Z_ {3} $ et $ Z_ {4} $ sont respectivement les impédances des bras DA, AB, CD et BC. levalues of these impedances sera

$$ Z_ {1} = R_ {1} + \ frac {1} {j \ omega C_ {1}} $$

$ \ Rightarrow Z_ {1} = \ frac {1 + j \ omega R_ {1} C_ {1}} {j \ omega C_ {1}} $

$ Z_ {2} = R_ {2} $

$ Z_ {3} = R_ {3} $

$ Z_ {4} = R_ {4} + j \ omega L_ {4} $

Substitute ces valeurs d'impédance dans la condition d'équilibrage suivante du pont CA.

$$ Z_ {4} = \ frac {Z_ {2} Z_ {3}} {Z_ {1}} $$

$ R_ {4} + j \ omega L_ {4} = \ frac {R_ {2} R_ {3}} {\ gauche (\ frac {1 + j \ omega R_ {1} C_ {1}} {j \ omega C_ {1}} \ right)} $

$ R_ {4} + j \ omega L_ {4} = \ frac {R_ {2} R_ {3} j \ omega C_ {1}} {\ gauche (1 + j \ omega R_ {1} C_ {1} \ droite)} $

Multipliez le numérateur et le dénominateur du terme de droite de l'équation ci-dessus par $ 1 - j \ omega R_ {1} C_ {1} $.

$ \ Rightarrow R_ {4} + j \ omega L_ {4} = \ frac {R_ {2} R_ {3} j \ omega C_ {1}} {\ left (1 + j \ omega R_ {1} C_ { 1} \ right)} \ times \ frac {\ left (1 - j \ omega R_ {1} C_ {1} \ right)} {\ left (1 - j \ omega R_ {1} C_ {1} \ right) )} $

$ \ Rightarrow R_ {4} + j \ omega L_ {4} = \ frac {\ omega ^ {2} {C_ {1}} ^ {2} R_ {1} R_ {2} R_ {3} + j \ omega R_ {2} R_ {3} C_ {1}} {\ left (1+ \ omega ^ {2} {R_ {1}} ^ {2} {C_ {1}} ^ {2} \ right)} $

Par comparing les termes réels et imaginaires respectifs de l'équation ci-dessus, nous obtiendrons

$ R_ {4} = \ frac {\ omega ^ {2} {C_ {1}} ^ {2} R_ {1} R_ {2} R_ {3}} {\ left (1+ \ omega ^ {2} {R_ {1}} ^ {2} {C_ {1}} ^ {2} \ right)} $ Équation 3

$ L_ {4} = \ frac {R_ {2} R_ {3} C_ {1}} {\ left (1+ \ omega ^ {2} {R_ {1}} ^ {2} {C_ {1}} ^ {2} \ right)} $ Équation 4

En substituant les valeurs de $ R_ {1}, R_ {2}, R_ {3}, C_ {1} $ et $ \ omega $ dans l'équation 3 et l'équation 4, nous obtiendrons les valeurs de résistance, $ R_ {4 } $ et inducteur, $ L_ {4} $.

Dans le chapitre précédent, nous avons discuté de deux ponts CA qui peuvent être utilisés pour mesurer l'inductance. Dans ce chapitre, discutons des points suivantstwo AC bridges.

  • Pont de Schering
  • Pont de Vienne

Ces deux ponts peuvent être utilisés pour mesurer respectivement la capacité et la fréquence.

Pont de Schering

Le pont de Schering est un pont AC comportant quatre bras, qui sont reliés sous la forme d'un losange ou square shape, dont un bras se compose d'une seule résistance, un bras se compose d'une combinaison en série de résistance et de condensateur, un bras se compose d'un seul condensateur et l'autre bras se compose d'une combinaison parallèle de résistance et de condensateur.

Le détecteur AC et la source de tension alternative sont également utilisés pour trouver la valeur de l'impédance inconnue, par conséquent l'un d'eux est placé dans une diagonale du pont de Schering et l'autre est placé dans l'autre diagonale du pont de Schering.

Le pont de Schering est utilisé pour mesurer la valeur de la capacité. lecircuit diagram du pont de Schering est illustré dans la figure ci-dessous.

Dans le circuit ci-dessus, les bras AB, BC, CD et DA forment ensemble un losange ou square shape. Le bras AB est constitué d'une résistance, $ R_ {2} $. Le bras BC consiste en une combinaison en série de résistances, $ R_ {4} $ et de condensateurs, $ C_ {4} $. Le bras CD est constitué d'un condensateur, $ C_ {3} $. Le bras DA consiste en une combinaison parallèle de résistance, $ R_ {1} $ et de condensateur, $ C_ {1} $.

Soit, $ Z_ {1} $, $ Z_ {2} $, $ Z_ {3} $ et $ Z_ {4} $ sont respectivement les impédances des bras DA, AB, CD et BC. levalues of these impedances sera

$ Z_ {1} = \ frac {R_ {1} \ left (\ frac {1} {j \ omega C_ {1}} \ right)} {R_ {1} + \ frac {1} {j \ omega C_ {1}}} $

$ \ Rightarrow Z_ {1} = \ frac {R_ {1}} {1 + j \ omega R_ {1} C_ {1}} $

$ Z_ {2} = R_ {2} $

$ Z_ {3} = \ frac {1} {j \ omega C_ {3}} $

$ Z_ {4} = R_ {4} + \ frac {1} {j \ omega C_ {4}} $

$ \ Rightarrow Z_ {4} = \ frac {1 + j \ omega R_ {4} C_ {4}} {j \ omega C_ {4}} $

Substitute ces valeurs d'impédance dans la condition d'équilibrage suivante du pont CA.

$$ Z_ {4} = \ frac {Z_ {2} Z_ {3}} {Z_ {1}} $$

$$ \ frac {1 + j \ omega R_ {4} C_ {4}} {j \ omega C_ {4}} = \ frac {R_ {2} \ left (\ frac {1} {j \ omega C_ { 3}} \ right)} {\ frac {R_ {1}} {1 + j \ omega R_ {1} C_ {1}}} $$

$ \ Rightarrow \ frac {1 + j \ omega R_ {4} C_ {4}} {j \ omega C_ {4}} = \ frac {R_ {2} \ left (1 + j \ omega R_ {1} C_ {1} \ right)} {j \ omega R_ {1} C_ {3}} $

$ \ Rightarrow \ frac {1 + j \ omega R_ {4} C_ {4}} {C_ {4}} = \ frac {R_ {2} \ left (1 + j \ omega R_ {1} C_ {1} \ right)} {R_ {1} C_ {3}} $

$ \ Rightarrow \ frac {1} {C_ {4}} + j \ omega R_ {4} = \ frac {R_ {2}} {R_ {1} C_ {3}} + \ frac {j \ omega C_ { 1} R_ {2}} {C_ {3}} $

Par comparing les termes réels et imaginaires respectifs de l'équation ci-dessus, nous obtiendrons

$ C_ {4} = \ frac {R_ {1} C_ {3}} {R_ {2}} $ Équation 1

$ R_ {4} = \ frac {C_ {1} R_ {2}} {C_ {3}} $ Équation 2

En substituant les valeurs de $ R_ {1}, R_ {2} $ et $ C_ {3} $ dans l'équation 1, nous obtiendrons la valeur du condensateur, $ C_ {4} $. De même, en substituant les valeurs de $ R_ {2}, C_ {1} $ et $ C_ {3} $ dans l'équation 2, nous obtiendrons la valeur de la résistance, $ R_ {4} $.

le advantage du pont de Schering est que les valeurs de la résistance, $ R_ {4} $ et du condensateur, $ C_ {4} $ sont indépendantes de la valeur de la fréquence.

Pont de Vienne

Wien’s bridgeest un pont AC à quatre bras, qui sont reliés sous la forme d'un losange ou d'une forme carrée. Parmi deux bras se composent d'une seule résistance, un bras se compose d'une combinaison parallèle de résistance et de condensateur et l'autre bras se compose d'une combinaison en série de résistance et de condensateur.

Le détecteur AC et la source de tension AC sont également nécessaires pour trouver la valeur de la fréquence. Par conséquent, l'un de ces deux est placé dans une diagonale du pont de Vienne et l'autre est placé dans l'autre diagonale du pont de Vienne.

le circuit diagram du pont de Vienne est illustré dans la figure ci-dessous.

Dans le circuit ci-dessus, les bras AB, BC, CD et DA forment ensemble un losange ou square shape. Les bras, AB et BC sont constitués de résistances, respectivement $ R_ {2} $ et $ R_ {4} $. Le bras, CD se compose d'une combinaison parallèle de résistance, $ R_ {3} $ et de condensateur, $ C_ {3} $. Le bras, DA se compose d'une combinaison en série de résistance, $ R_ {1} $ et de condensateur, $ C_ {1} $.

Soit, $ Z_ {1}, Z_ {2}, Z_ {3} $ et $ Z_ {4} $ sont respectivement les impédances des bras DA, AB, CD et BC. levalues of these impedances sera

$$ Z_ {1} = R_ {1} + \ frac {1} {j \ omega C_ {1}} $$

$$ \ Rightarrow Z_ {1} = \ frac {1 + j \ omega R_ {1} C_ {1}} {j \ omega C_ {1}} $$

$ Z_ {2} = R_ {2} $

$$ Z_ {3} = \ frac {R_ {3} \ gauche (\ frac {1} {j \ omega C_ {3}} \ droite)} {R_ {3} + \ frac {1} {j \ omega C_ {3}}} $$

$$ \ Rightarrow Z_ {3} = \ frac {R_ {3}} {1 + j \ omega R_ {3} C_ {3}} $$

$ Z_ {4} = R_ {4} $

Substitute ces valeurs d'impédance dans la condition d'équilibrage suivante du pont CA.

$$ Z_ {1} Z_ {4} = Z_ {2} Z_ {3} $$

$$ \ gauche (\ frac {1 + j \ omega R_ {1} C_ {1}} {j \ omega C_ {1}} \ droite) R_ {4} = R_ {2} \ gauche (\ frac {R_ {3}} {1 + j \ omega R_ {3} C_ {3}} \ right) $$

$ \ Rightarrow \ left (1 + j \ omega R_ {1} C_ {1} \ right) \ left (1 + j \ omega R_ {3} C_ {3} \ right) R_ {4} = j \ omega C_ {1} R_ {2} R_ {3} $

$ \ Rightarrow \ left (1 + j \ omega R_ {3} C_ {3} + j \ omega R_ {1} C_ {1} - \ omega ^ {2} R_ {1} R_ {3} C_ {1} C_ {3} \ droite) R_ {4} = j \ omega C_ {1} R_ {2} R_ {3} $

$ \ Rightarrow R_ {4} \ left (\ omega ^ {2} R_ {1} R_ {3} C_ {1} C_ {3} \ right) + j \ omega R_ {4} \ left (R_ {3} C_ {3} + R_ {1} C_ {1} \ right) = j \ omega C_ {1} R_ {2} R_ {3} $

Equate le respectif real terms de l'équation ci-dessus.

$$ R_ {4} \ left (1- \ omega ^ {2} R_ {1} R_ {3} C_ {1} C_ {3} \ right) = 0 $$

$ \ Rightarrow 1- \ omega ^ {2} R_ {1} R_ {3} C_ {1} C_ {3} = 0 $

$ \ Rightarrow 1 = \ omega ^ {2} R_ {1} R_ {3} C_ {1} C_ {3} $

$ \ omega = \ frac {1} {\ sqrt {R_ {1} R_ {3} C_ {1} C_ {3}}} $

Substitute, $ \ omega = 2 \ pi f $ dans l'équation ci-dessus.

$$ \ Rightarrow 2 \ pi f = \ frac {1} {\ sqrt {R_ {1} R_ {3} C_ {1} C_ {3}}} $$

$ \ Rightarrow f = \ frac {1} {2 \ pi \ sqrt {R_ {1} R_ {3} C_ {1} C_ {3}}} $

Nous pouvons trouver la valeur de la fréquence, $ f $ de la source de tension alternative en substituant les valeurs de $ R_ {1}, R_ {3}, C_ {1} $ et $ C_ {3} $ dans l'équation ci-dessus.

Si $ R_ {1} = R_ {3} = R $ et $ C_ {1} = C_ {3} = C $, alors nous pouvons trouver la valeur de la fréquence, $ f $ de la source de tension alternative en utilisant la formule suivante .

$$ f = \ frac {1} {2 \ pi RC} $$

Le pont de Wein est principalement utilisé pour trouver le frequency value de la plage AF.

Fondamentalement, Transducer convertit une forme d'énergie en une autre forme d'énergie. Le transducteur, qui convertit une forme d'énergie non électrique en une forme d'énergie électrique, est appeléelectrical transducer. leblock diagram du transducteur électrique est illustré dans la figure ci-dessous.

Comme le montre la figure, le transducteur électrique produira une sortie, qui a de l'énergie électrique. La sortie du transducteur électrique est équivalente à l'entrée, qui a une énergie non électrique.

Types de transducteurs électriques

Principalement, les transducteurs électriques peuvent être classés dans les suivants two types.

  • Transducteurs actifs
  • Transducteurs passifs

Maintenant, laissez-nous discuter brièvement de ces deux types de transducteurs.

Transducteurs actifs

Le transducteur, qui peut produire l'une des grandeurs électriques telles que la tension et le courant, est appelé active transducer. Il est également appelé transducteur auto-générateur, car il ne nécessite aucune alimentation externe.

le block diagram du transducteur actif est illustré dans la figure ci-dessous.

Comme le montre la figure, le transducteur actif produira une quantité électrique (ou signal), qui est équivalente à la quantité d'entrée non électrique (ou signal).

Examples

Voici les exemples de transducteurs actifs.

  • Transducteur électrique piézo
  • Transducteur électrique photo
  • Transducteur thermoélectrique

Nous discuterons de ces transducteurs actifs dans le prochain chapitre.

Transducteurs passifs

Le transducteur, qui ne peut pas produire les quantités électriques telles que la tension et le courant, est appelé passive transducer. Mais, il produit la variation de l'un des éléments passifs comme la résistance (R), l'inductance (L) et le condensateur (C). Le transducteur passif nécessite une alimentation externe.

le block diagram du transducteur passif est illustré dans la figure ci-dessous.

Comme le montre la figure, le transducteur passif produira une variation de l'élément passif en fonction de la variation de la quantité d'entrée non électrique (ou signal).

Examples

Voici les exemples de transducteurs passifs.

  • Transducteur résistif
  • Transducteur inductif
  • Transducteur capacitif

Nous discuterons de ces transducteurs passifs dans les chapitres suivants.

Active transducerest un transducteur, qui convertit la grandeur non électrique en une grandeur électrique. Considérons les grandeurs non électriques telles que la pression, l'illumination de la lumière et la température. Par conséquent, nous obtiendrons les trois transducteurs actifs suivants en fonction de la quantité non électrique que nous choisissons.

  • Transducteur électrique piézo
  • Transducteur électrique photo
  • Transducteur thermoélectrique

Maintenant, laissez-nous discuter de ces trois transducteurs actifs un par un.

Transducteur électrique piézo

On dit qu'un transducteur actif est piezo electric transducer, lorsqu'il produit une grandeur électrique équivalente à l'entrée de pression. Les trois substances suivantes présentent un effet piézoélectrique.

  • Quartz
  • Sels de Rochelle
  • Tourmaline

L'effet piézoélectrique présenté par ces trois substances est la tourmaline, le quartz et les sels de Rochelle, dans cet ordre croissant. L'ordre croissant de résistance mécanique ayant par ces trois substances est les sels de Rochelle, le quartz, la tourmaline.

Quartz est utilisé comme transducteur piézoélectrique, car il présente un effet piézoélectrique modéré et une résistance mécanique modérée parmi ces trois substances piézoélectriques.

Transducteur à quartz

le circuit diagramdu transducteur à quartz est illustré dans la figure ci-dessous. Comme le montre la figure, le cristal de quartz est placé entre la base et l'élément de sommation de force. La tension de sortie peut être mesurée à travers les électrodes métalliques, qui sont placées sur deux côtés du cristal de quartz.

le output voltage, $ V_ {0} $ du transducteur de pression ci-dessus sera

$$ V_ {0} = \ frac {Q} {C} $$

Transducteur électrique photo

Un transducteur actif est dit transducteur photoélectrique, lorsqu'il produit une quantité électrique équivalente à l'éclairement de l'entrée de lumière. lecircuit diagram du transducteur photoélectrique est illustré dans la figure ci-dessous.

le working du transducteur photoélectrique est mentionné ci-dessous.

  • Step1 - Le transducteur photoélectrique libère des électrons, lorsque la lumière tombe sur la cathode de celui-ci.

  • Step2 - Le transducteur photoélectrique produit un courant, I dans le circuit en raison de l'attraction d'électrons vers l'anode.

Nous pouvons trouver le sensitivity du transducteur photoélectrique en utilisant la formule suivante.

$$ S = \ frac {I} {i} $$

Où,

$ S $ est la sensibilité du transducteur photoélectrique

$ I $ est le courant de sortie du transducteur photoélectrique

$ i $ est l'illumination de l'entrée lumineuse du transducteur photoélectrique

Transducteur thermoélectrique

On dit qu'un transducteur actif est thermo electric transducer, lorsqu'il produit une quantité électrique équivalente à l'entrée de température. Les deux transducteurs suivants sont des exemples de transducteurs thermoélectriques.

  • Transducteur à thermistance
  • Transducteur à thermocouple

Maintenant, laissez-nous discuter de ces deux transducteurs un par un.

Transducteur à thermistance

La résistance, qui dépend de la température, est appelée résistance thermique. En bref, il s'appelleThermistor. Le coefficient de température de la thermistance est négatif. Cela signifie que lorsque la température augmente, la résistance de la thermistance diminue.

Mathematically, la relation entre la résistance de la thermistance et la température peut être représentée par

$$ R_ {1} = R_ {2} e ^ \ left (\ beta \ left [\ frac {1} {T_ {1}} - \ frac {1} {T_ {2}} \ right] \ right) $$

Where,

$ R_ {1} $ est la résistance de la thermistance à la température $ {T_ {1}} ^ {0} K $

$ R_ {2} $ est la résistance de la thermistance à la température $ {T_ {2}} ^ {0} K $

$ \ beta $ est la constante de température

le advantage du transducteur de thermistance est qu'il produira une réponse rapide et stable.

Transducteur à thermocouple

Le transducteur à thermocouple produit une tension de sortie pour un changement correspondant de température à l'entrée. Si deux fils de métaux différents sont assemblés afin de créer deux jonctions, alors cette configuration entière est appeléeThermocouple. Le schéma de circuit du thermocouple de base est illustré ci-dessous -

Le thermocouple ci-dessus a deux métaux, A et B et deux jonctions, 1 et 2. Considérons une température de référence constante, $ T_ {2} $ à la jonction 2. Soit la température à la jonction, 1 est $ T_ {1} $. Le thermocouple génère unemf (force électromotrice), chaque fois que les valeurs de $ T_ {1} $ et $ T_ {2} $ sont différentes.

Cela signifie que le thermocouple génère une force électromotrice, chaque fois qu'il y a une différence de température entre les deux jonctions, 1 et 2 et elle est directement proportionnelle à la différence de température entre ces deux jonctions. Mathematically, il peut être représenté comme

$$ e \ alpha \ gauche (T_ {1} -T_ {2} \ droite) $$

Où,

$ e $ est la force électromotrice générée par le thermocouple

Le circuit de thermocouple ci-dessus peut être représenté comme indiqué dans la figure ci-dessous pour des applications pratiques.

La partie du circuit, qui se situe entre les jonctions chaudes et froides, y compris ces deux jonctions, est un modèle équivalent de thermocouple de base. Un galvanomètre PMMC est connecté à travers la jonction froide et il dévie en fonction de la force électromotrice générée à travers la jonction froide.Thermocouple transducer est le transducteur thermoélectrique le plus couramment utilisé.

passive transducerest un transducteur, qui produit la variation de l'élément passif. Nous considérerons les éléments passifs comme la résistance, l'inductance et le condensateur. Par conséquent, nous obtiendrons les trois transducteurs passifs suivants en fonction de l'élément passif que nous choisissons.

  • Transducteur résistif
  • Transducteur inductif
  • Transducteur capacitif

Maintenant, laissez-nous discuter de ces trois transducteurs passifs un par un.

Transducteur résistif

On dit qu'un transducteur passif est un resistive transducer, lorsqu'il produit la variation (changement) de la valeur de résistance. la formule suivante pourresistance, R d'un conducteur métallique.

$$ R = \ frac {\ rho \: l} {A} $$

Où,

$ \ rho $ est la résistivité du conducteur

$ l $ est la longueur du conducteur

$ A $ est la section transversale du conducteur

La valeur de la résistance dépend des trois paramètres $ \ rho, l $ & $ A $. Ainsi, nous pouvons faire leresistive transducersbasé sur la variation de l'un des trois paramètres $ \ rho, l $ & $ A $. La variation de l'un de ces trois paramètres modifie la valeur de résistance.

  • Résistance, R est directement proportionnel à la resistivityde conducteur, $ \ rho $. Ainsi, comme la résistivité du conducteur, $ \ rho $ augmente la valeur de la résistance, R augmente également. De même, comme la résistivité du conducteur, $ \ rho $ diminue la valeur de la résistance, R diminue également.

  • Résistance, R est directement proportionnel à la lengthde conducteur, $ l $. Ainsi, à mesure que la longueur du conducteur, $ l $ augmente la valeur de la résistance, R augmente également. De même, lorsque la longueur du conducteur, $ l $ diminue la valeur de la résistance, R diminue également.

  • Résistance, R est inversement proportionnel à la cross sectional areadu chef d'orchestre, $ A $. Ainsi, en tant que section transversale du conducteur, $ A $ augmente la valeur de la résistance, R diminue. De même, en tant que section transversale du conducteur, $ A $ diminue la valeur de la résistance, R augmente.

Transducteur inductif

On dit qu'un transducteur passif est un inductive transducer, lorsqu'il produit la variation (changement) de la valeur d'inductance. la formule suivante pourinductance, L d'un inducteur.

$ L = \ frac {N ^ {2}} {S} $ Équation 1

Où,

$ N $ est le nombre de tours de bobine

$ S $ est le nombre de tours de bobine

la formule suivante pour reluctance, S de bobine.

$ S = \ frac {l} {\ mu A} $ Équation 2

Où,

$ l $ est la longueur du circuit magnétique

$ \ mu $ est la perméabilité du noyau

$ A $ est la zone du circuit magnétique à travers laquelle le flux circule

Substitut, équation 2 dans l'équation 1.

$$ L = \ frac {N ^ {2}} {\ gauche (\ frac {l} {\ mu A} \ droite)} $$

$ \ Rightarrow L = \ frac {N ^ {2} \ mu A} {l} $ Équation 3

À partir de l'équation 1 et de l'équation 3, nous pouvons conclure que la valeur d'inductance dépend des trois paramètres $ N, S $ & $ \ mu $. Ainsi, nous pouvons faire leinductive transducersbasé sur la variation de l'un des trois paramètres $ N, S $ & $ \ mu $. Parce que la variation de l'un de ces trois paramètres modifie la valeur de l'inductance.

  • Inductance, L est directement proportionnelle au carré du number of turns of coil. Ainsi, comme le nombre de tours de bobine, $ N $ augmente la valeur de l'inductance, $ L $ augmente également. De même, comme le nombre de tours de bobine, $ N $ diminue la valeur de l'inductance, $ L $ diminue également.

  • Inductance, $ L $ est inversement proportionnelle à reluctance of coil, $ S $. Ainsi, comme la réticence de la bobine, $ S $ augmente la valeur de l'inductance, $ L $ diminue. De même, comme la réticence de la bobine, $ S $ diminue la valeur de l'inductance, $ L $ augmente.

  • Inductance, L est directement proportionnelle à permeability of core, $ \ mu $. Ainsi, comme la perméabilité du noyau, $ \ mu $ augmente la valeur de l'inductance, L augmente également. De même, comme la perméabilité du noyau, $ \ mu $ diminue la valeur de l'inductance, L diminue également.

Transducteur capacitif

On dit qu'un transducteur passif est un capacitive transducer, lorsqu'il produit la variation (changement) de la valeur de capacité. la formule suivante pourcapacitance, C d'un condensateur à plaques parallèles.

$$ C = \ frac {\ varepsilon A} {d} $$

Où,

$ \ varepsilon $ est la permittivité ou la constante diélectrique

$ A $ est la surface effective de deux plaques

$ d $ est la surface effective de deux plaques

La valeur de la capacité dépend des trois paramètres $ \ varepsilon, A $ & $ d $. Ainsi, nous pouvons faire lecapacitive transducersbasé sur la variation de l'un des trois paramètres $ \ varepsilon, A $ & $ d $. Parce que la variation de l'un de ces trois paramètres modifie la valeur de la capacité.

  • Capacité, C est directement proportionnelle à permittivity, $ \ varepsilon $. Ainsi, comme la permittivité, $ \ varepsilon $ augmente la valeur de la capacité, C augmente également. De même, comme la permittivité, $ \ varepsilon $ diminue la valeur de la capacité, C diminue également.

  • Capacité, C est directement proportionnelle à la effective area of two plates, $ A $. Ainsi, en tant que surface effective de deux plaques, $ A $ augmente la valeur de la capacité, C augmente également. De même, en tant que surface effective de deux plaques, $ A $ diminue la valeur de la capacité, C diminue également.

  • Capacité, C est inversement proportionnelle à la distance between two plates, $ d $. Ainsi, à mesure que la distance entre deux plaques, $ d $ augmente la valeur de la capacité, C diminue. De même, à mesure que la distance entre deux plaques, $ d $ diminue la valeur de la capacité, C augmente.

Dans ce chapitre, nous avons discuté de trois transducteurs passifs. Dans le chapitre suivant, discutons d'un exemple pour chaque transducteur passif.

le physical quantitiescomme le déplacement, la vitesse, la force, la température, etc. sont toutes des grandeurs non électriques. le transducteur actif convertit la quantité physique en un signal électrique. Alors que le transducteur passif convertit la quantité physique en variation de l'élément passif.

Ainsi, en fonction de l'exigence, nous pouvons choisir un transducteur actif ou un transducteur passif. Dans ce chapitre, expliquons comment mesurer le déplacement en utilisant un transducteur passif. Si un corps qui se déplace d'un point à un autre en ligne droite, la longueur entre ces deux points est appeléedisplacement.

Nous avons ce qui suit three passive transducers

  • Transducteur résistif
  • Transducteur inductif
  • Transducteur capacitif

Parlons maintenant de la mesure du déplacement avec ces trois transducteurs passifs un par un.

Mesure du déplacement à l'aide d'un transducteur résistif

le circuit diagram du transducteur résistif, qui est utilisé pour mesurer le déplacement est montré dans la figure ci-dessous.

Le circuit ci-dessus se compose d'un potentiomètre et d'une source de tension, $ V_ {S} $. On peut dire que ces deux sont connectés en parallèle par rapport aux points A et B. Le potentiomètre a un contact glissant, qui peut être varié. Ainsi, le point C est un point variable. Dans le circuit ci-dessus, leoutput voltage, $ V_ {0} $ est mesuré sur les points A et C.

Mathematically, la relation entre les tensions et les distances peut être représentée par

$$ \ frac {V_ {0}} {V_ {S}} = \ frac {AC} {AB} $$

Par conséquent, nous devons connecter le corps dont le déplacement doit être mesuré au contact glissant. Ainsi, chaque fois que le corps se déplace en ligne droite, le point C varie également. Pour cette raison, la tension de sortie, $ V_ {0} $ change également en conséquence.

Dans ce cas, nous pouvons trouver le déplacement en mesurant la tension de sortie, $ V_ {0} $.

Mesure du déplacement à l'aide d'un transducteur inductif

le circuit diagram du transducteur inductif, qui est utilisé pour mesurer le déplacement est montré dans la figure ci-dessous.

Le transformateur présent dans le circuit ci-dessus a un enroulement primaire et deux enroulements secondaires. Ici, les points de fin de deux enroulements secondaires sont réunis. Ainsi, on peut dire que ces deux enroulements secondaires sont connectés enseries opposition.

La tension, $ V_ {P} $ est appliquée sur l'enroulement primaire du transformateur. Soit, la tension développée à travers chaque enroulement secondaire est ð ?? '‰ ð ??' † 1 et ð ?? '‰ ð ??' † 2. La tension de sortie, $ V_ {0} $, est prise entre les points de départ de deux enroulements secondaires.

Mathematically, la tension de sortie, ð ?? '‰ 0 peut s'écrire

$$ V_ {0} = V_ {S1} -V_ {S2} $$

Le transformateur présent dans le circuit ci-dessus est appelé differential transformer, car il produit une tension de sortie, qui est la différence entre $ V_ {S1} $ et $ V_ {S2} $.

  • Si le noyau est en position centrale, alors la tension de sortie, $ V_ {0} $ sera égale à zéro. Parce que les magnitudes et phases respectives de $ V_ {S1} $ et $ V_ {S2} $ sont identiques.

  • Si le noyau n'est pas en position centrale, alors la tension de sortie, $ V_ {0} $ aura une certaine magnitude et phase. Parce que les magnitudes et phases respectives de $ V_ {S1} $ et $ V_ {S2} $ ne sont pas égales.

Par conséquent, nous devons connecter le corps dont le déplacement doit être mesuré au noyau central. Ainsi, chaque fois que le corps se déplace en ligne droite, la position centrale du noyau varie. Pour cette raison, la tension de sortie, $ V_ {0} $ change également en conséquence.

Dans ce cas, nous pouvons trouver le displacementen mesurant la tension de sortie, $ V_ {0} $. L'amplitude et la phase de la tension de sortie, $ V_ {0} $ représentent respectivement le déplacement du corps et sa direction.

Mesure du déplacement à l'aide d'un transducteur capacitif

le circuit diagram du transducteur capacitif, qui est utilisé pour mesurer le déplacement est montré dans la figure ci-dessous.

le capacitor, qui est présent dans le circuit ci-dessus a deux plaques parallèles. Parmi lesquels, une plaque est fixe et l'autre plaque est mobile. De ce fait, l'espacement entre ces deux plaques variera également. la valeur de la capacité change à mesure que l'espacement entre deux plaques de condensateur change.

Par conséquent, nous devons connecter le corps dont displacementdoit être mesurée sur la plaque mobile d'un condensateur. Ainsi, chaque fois que le corps se déplace en ligne droite, l'espacement entre les deux plaques de condensateur varie. Pour cette raison, la valeur de capacité change.

Les systèmes utilisés pour l'acquisition de données sont appelés data acquisition systems. Ces systèmes d'acquisition de données effectueront des tâches telles que la conversion des données, le stockage des données, la transmission de données et le traitement des données.

Les systèmes d'acquisition de données tiennent compte des éléments suivants analog signals.

  • Signaux analogiques, qui sont obtenus à partir de la mesure directe de grandeurs électriques telles que les tensions CC et CA, les courants CC et CA, la résistance, etc.

  • Les signaux analogiques, qui sont obtenus à partir de transducteurs tels que LVDT, thermocouple, etc.

Types de systèmes d'acquisition de données

Les systèmes d'acquisition de données peuvent être classés comme suit two types.

  • Systèmes d'acquisition de données analogiques
  • Systèmes d'acquisition de données numériques

Maintenant, laissez-nous discuter de ces deux types de systèmes d'acquisition de données un par un.

Systèmes d'acquisition de données analogiques

Les systèmes d'acquisition de données, qui peuvent être exploités avec des signaux analogiques, sont appelés analog data acquisition systems. Voici les blocs de systèmes d'acquisition de données analogiques.

  • Transducer - Il convertit les grandeurs physiques en signaux électriques.

  • Signal conditioner - Il remplit les fonctions telles que l'amplification et la sélection de la partie souhaitée du signal.

  • Display device - Il affiche les signaux d'entrée à des fins de surveillance.

  • Graphic recording instruments - Ceux-ci peuvent être utilisés pour enregistrer en permanence les données d'entrée.

  • Magnetic tape instrumentation - Il est utilisé pour acquérir, stocker et reproduire les données d'entrée.

Systèmes d'acquisition de données numériques

Les systèmes d'acquisition de données, qui peuvent être exploités avec des signaux numériques, sont appelés digital data acquisition systems. Ainsi, ils utilisent des composants numériques pour stocker ou afficher les informations.

Principalement, ce qui suit operations ont lieu dans l'acquisition de données numériques.

  • Acquisition de signaux analogiques
  • Conversion de signaux analogiques en signaux numériques ou données numériques
  • Traitement de signaux numériques ou de données numériques

Voici les blocs de Digital data acquisition systems.

  • Transducer - Il convertit les grandeurs physiques en signaux électriques.

  • Signal conditioner - Il remplit les fonctions telles que l'amplification et la sélection de la partie souhaitée du signal.

  • Multiplexer- connecte l'une des multiples entrées à la sortie. Donc, il agit comme un convertisseur parallèle à série.

  • Analog to Digital Converter - Il convertit l'entrée analogique en sa sortie numérique équivalente.

  • Display device - Il affiche les données au format numérique.

  • Digital Recorder - Il est utilisé pour enregistrer les données au format numérique.

Les systèmes d'acquisition de données sont utilisés dans diverses applications telles que le biomédical et l'aérospatiale. Ainsi, nous pouvons choisir des systèmes d'acquisition de données analogiques ou des systèmes d'acquisition de données numériques en fonction des besoins.